[发明专利]一种基于二层规划的电力系统无功优化方法及其应用

摘要

本发明公开了一种基于二层规划的电力系统无功优化方法，结合电力系统电压无功综合调控的特点，建立无功优化的二层规划模型，上、下层分别选取系统网损最小和各节点电压偏移最小为目标函数，根据上、下层解空间的不同，上层采用原对偶内点法，下层采用森林算法。本发明无功优化的二层模型在设计上充分考虑了电网无功电压调节的实际情况，从整体角度出发，将整个系统按照目标函数分层考虑，既保证了系统对降低网损的需求，又保证了电压，同时，加入了设备动作费用约束，使模型更加适合工程实际。

主权项

1.一种基于二层规划的电力系统无功优化方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1)采用二层规划法对电力系统无功优化数学模型进行建模，从整体角度出发，将整个电力系统按照目标函数分层建模：上层目标函数和约束条件：s.t.下层目标函数和约束条件：s.t.A≤Amax                   (14)式中F为下层模型的目标函数，即各节点电压与额定电压之差的平方；U_i、U_j为节点电压幅值；ΔP_loss为有功功率损耗变化量；U_iN为各节点电压的期望水平；N为系统节点数；N_G为发电机节点集合；N_C为具有无功补偿设备的节点集合；N_T为变比可调的变压器个数；G_ij、B_ij为节点导纳矩阵中的元素；θ_ij为节点ij间的电压相角差；为相角差的最大允许值；为关口功率因数；为关口功率因数下限；为关口功率因数上限；P_Di、Q_Di为节点的负荷有功和无功功率；P_Gi、Q_Gi分别为发电机有功和无功出力；Q_Ci为无功补偿设备的无功出力；K_i为相应变压器的变比；A为当前动作策略的设备动作次数；分别为相应变量的上、下限,A^max为当前动作策略的设备动作次数的上限；2)上层模型中决策变量为发电机和无功补偿设备的无功出力QGi和QCi，采用原对偶内点法进行求解；3)下层模型目标函数为各节点电压偏移最小minF，决策变量为变压器档位，为离散变量，利用随机森林算法求解即可。