静态混成自动电压控制最高层经济性调控方法

摘要

本发明属于电网电压无功自动控制技术领域，其特征在于在根据给定的电力系统网络参数和各母线节点的电压、电流、有功和无功功率实测值形成Jacobian矩阵，求出实际的总有功损耗值；再以总有功损耗最小为目标构建由状态变量和控制变量组成的优化目标函数，得到系统总有功损耗最小值；然后以系统的实际的总有功损耗值和优化的最小总有功损耗值形成离散的逻辑事件，在实际总有功损耗值大于优化的最小总有功损耗值W倍时，把此时的求解优化目标函数得到的各发电机节点的电压值、无功补偿器节点的电压值和有载调压变压器的变比值作为控制指令输出，以调整上述节点的参数。本发明在确保电压质量的同时提高运行的经济性。

主权项

1、静态混成自动电压控制最高层经济性调控方法，其特征在于，该方法在静态混成自动电压控制最高层经济性调控计算机中依次按以下步骤实现：步骤(1)：初始化设定：①电力系统的网络参数，其中包括输电线路的串联电阻、串联电抗、并联电导和并联电纳；变压器的变比和阻抗；并联在输电线路上的电容器和电抗器的阻抗；电力系统的母线节点的名称；②给定的发电机节点个数α_G和母线名，无功补偿器节点个数α_S和母线名，除了发电机节点和无功补偿器节点以外的母线节点的个数α_D和母线名，以及有载调压变压器个数α_F和母线名；③电力系统的静态电压经济性指标W，5≥W≥1，给定：电力系统的实时量测数据，其中包括各母线节点的电压、电流、有功功率和无功功率，以及有载调压变压器的变比值；步骤(2)：在第k个采样间隔后的当前时刻，根据步骤(1)中所述的实时数据，以及电力系统的网络参数，形成电力系统当前潮流计算使用的Jacobian矩阵，并按照下式计算当前时刻电力系统的实时网络有功功率损耗值S_loss[k]，$S_{\mathrm{loss}}\left[k\right]=\mathrm{Re}\{\stackrel{·}{V}{\left[k\right]}^T·(Y·\stackrel{·}{V}\left[k\right])\}$其中Y为以地为参考节点建立的节点导纳矩阵，符号“T”为矩阵的转置操作符号，$\begin{array}{cccccc}\stackrel{·}{V}{\left[k\right]=V}_{G1}\left[k\right]e^{j{\theta }_{G1}\left[k\right]}& ···& V_{{\mathrm{G\alpha }}_G}\left[k\right]e^{j{\theta }_{{\mathrm{G\alpha }}_G}\left[k\right]}& V_{s1}\left[k\right]e^{j{\theta }_{S1}\left[k\right]}& ···& V_{{\mathrm{S\alpha }}_S}\left[k\right]e^{j{\theta }_{\mathrm{S\alpha S}}\left[k\right]}\end{array}$${\left.\begin{array}{ccc}{V}_{D1}\left[k\right]e^{j{\theta }_{D1}\left[k\right]}& ···& V_{{\mathrm{D\alpha }}_D}\left[k\right]e^{j{\theta }_{\mathrm{D\alpha D}}\left[k\right]}\end{array}\right]}^T$其中为第m个发电机节点电压量测值，幅值为V_Gm[k]，相角为θ_Gm[k]，m为发电机节点的序号，m＝1，…，α_G，为第n个无功补偿器节点的电压量测值，幅值为V_Sn[k]，相角为θ_Sn[k]，n为无功补偿器节点的序号，n＝1，…，α_S，为第r个除了发电机节点和无功补偿器节点以外的母线节点的电压量测值，幅值为V_Dr[k]，相角为θ_Dr[k]，r为除了发电机节点和无功补偿器节点以外的母线节点的序号，r＝1，…，α_D，为系统所有母线节点电压量测值组成的列向量；步骤(3)：根据步骤(1)得到的当前时刻电力系统的实时数据，根据下式计算最优化潮流条件下电力系统总的线路有功功率损耗的最小值S_eco[k]，S_eco[k]＝J(x[k]，u[k])$\left\{\begin{array}{c}\underset{u}{\min }J(x\left[k\right],u\left[k\right])\\ s.t.f(x\left[k\right],u\left[k\right])=0\\ h(x\left[k\right],u\left[k\right])\le 0\end{array}\right.$其中$u\left[k\right]={\left[\begin{array}{ccccccccc}{V}_{G1}& ···& V_{{\mathrm{G\alpha }}_G}\left[k\right]& V_{S1}\left[k\right]& ···& V_{{\mathrm{S\alpha }}_S}\left[k\right]& t_1\left]k\right]& ···& t_{{\alpha }_F}\left[k\right]\end{array}\right]}^T$u[k]代表控制变量，包括各发电机节点的电压参考值、各无功补偿器节点的电压参考值和有载调压变压器的变比参考值，x[k]代表状态变量，包括系统中除了控制变量以外各母线节点的电压、电流、有功功率和无功功率值，J(x[k]，u[k])为描述系统运行经济性的目标函数，即总的线路损耗最小的优化目标函数f(x[k]，u[k])＝0为系统潮流方程，h(x[k]，u[k])≤0为系统运行时的不等式约束，步骤(4)：根据步骤(3)所述的基于总的线路损耗最小的优化目标函数求出：各发电机节点的电压参考值m为发电机节点的序号，m＝1，…，α_G，各无功补偿器节点的电压参考值n为无功补偿器节点的序号，n＝1，…，α_S，和有载调压变压器的变比参考值其中l为有载调压变压器F的序号，l＝1，…，α_F；步骤(5)：设定如下的逻辑条件来构成“事件”E_eco[k]来形成离散事件$E_{\mathrm{eco}}\left[k\right]=\left\{\begin{array}{ccc}{P}_{\mathrm{econ}},& \mathrm{if}& S_{\mathrm{loss}}\left[k\right]>W\times S_{\mathrm{eco}}\left[k\right],\\ P_{\mathrm{enon}},& \mathrm{if}& S_{\mathrm{loss}}\left[k\right]\le W\times S_{\mathrm{eco}}\left[k\right],\end{array}\right.$其中P_econ代表当前需要进行电压经济控制，P_enon代表当前不需要进行电压经济控制，当事件为P_enon时，则经济性调控环节输出的控制指令为0，当事件为P_econ时，则经济性调控环节把步骤(4)得到的各控制节点的控制参考量作为控制指令输出。