CN104701858B - 计及分区动态无功储备的无功电压控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了计及分区动态无功储备的无功电压控制方法，属于电力系统优化运行的技术领域。实现方法：确定电网的无功电压控制分区并识别各分区的关键节点；计算关键节点的VQ曲线以及分区动态无功储备；计算各分区在最严重故障下所需的最小无功储备限值；建立包含以系统总动态无功储备为优化目标，以各分区在最严重故障下所需的最小无功储备限值为约束条件的无功电压控制模型；求解无功电压控制模型。本发明建立了包含系统总动态无功储备优化项以及各分区最小无功储备限值约束的无功电压控制模型，以均衡系统各分区动态无功储备的分布，避免电压崩溃现象的发生，同时实现减小系统有功网损，改善电压质量和提高系统电压稳定性的目的。

Description

计及分区动态无功储备的无功电压控制方法

技术领域

本发明公开了计及分区动态无功储备的无功电压控制方法，属于电力系统优化运行的技术领域。

背景技术

电力系统无功电压自动控制可有效改善电压质量，减少系统有功损耗，对电力系统的经济安全运行有重要意义。但是传统优化模型中仅通过将节点电压限制在合格范围内可能会导致系统无功储备的降低，从而造成电压稳定性下降。随着电力市场的发展以及负荷的加重，电压稳定问题日益突出，近年来计及电压稳定性的电力系统无功电压控制研究成为热点。

目前在考虑电压稳定性的无功电压优化中描述电压稳定程度的方法大致有三种：1.状态指标法。文献一《基于量子免疫克隆算法的多目标无功优化》(电力自动化设备，2013年第33卷第9期第31页)将雅克比矩阵的最小奇异值作为衡量电压稳定性的指标，建立了多目标无功电压控制优化模型。文献二《自适应多目标差分进化算法在计及电压稳定性的无功优化中的应用》(电网技术，2011年第35卷第8期第81页)以L指标作为优化目标以提高系统的电压稳定性。采用状态指标评估系统电压稳定程度具有实现简便，计算快速的特点，但由于状态指标线性性不好，无法计及发电机无功约束等非线性因素。2.负荷裕度指标法。文献三《计及静态电压稳定约束的无功优化规划》(电力系统自动化，2005年第29卷第5期第21页)在优化模型中引入负荷裕度指标以实现在无功电压控制的同时保证电压稳定裕度的目的。负荷裕度指标在电压稳定评估中被广泛使用，可直观表征电压稳定程度，但是预定义的负荷增长模式可能与实际情况相差较大，且所需计算量较大；3.动态无功储备指标法。文献四《Improving voltage stability by reactive power reserve management》(IEEETransactions on Power Systems，2005年第20卷第1期第338页)和文献五《计及静态电压稳定性的多目标无功潮流优化》(上海交通大学博士论文，2008年)以动态无功储备作为电压稳定性的量度加入目标函数中，提出了一种多目标无功电压控制优化模型。动态无功储备可有效反映系统的电压稳定程度，具有直观、计算简便的优点。

在计算系统动态无功储备时需计及不同无功源对电压稳定的不同支撑作用，目前主要有2种处理方法。(1).通过不同的权重系数表征各无功源的重要程度，将无功源的无功储备进行加权求和得到系统总动态无功储备。该方法的重点在于权重系数的计算。文献四将系统分为若干分区，通过计算每个分区的无功负荷裕度得到该分区各无功源的权重系数。该方法对同分区中的不同无功源采用相同的权重系数是不合适的。文献五通过无功源所属分区的有功负荷裕度及其在分区中所处的电气位置确定该无功源的加权系数。文献六《Justification of effective reactive power reserves with respect to aparticular bus using linear sensitivity》(IEEETransactions on Power Systems，2011年第26卷第4期第2118页)则是基于无功电压灵敏度矩阵得到各无功源的权重因子。但是，基于节点间电气距离或无功电压灵敏度的权重系数无法考虑系统的非线性特征。(2).先计算各无功源的有效无功储备，再将其相加得到系统总动态无功储备。文献七《Reactivereserved-based contingency constrained optimal power flow(RCCOPF)forenhancement of voltage stability margins》(IEEE Transactions on Power Systems，2003年第18卷第4期第1538页)将故障情况下PV曲线鼻点无功源的无功出力与当前无功出力的差值作为无功源的有效无功储备，以监测该故障态的电压稳定程度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供了计及分区动态无功储备的无功电压控制方法，建立了目标函数包括系统总动态无功储备，约束条件包括各分区最小无功备用容量限值的无功电压控制模型，解决了仅通过将电压限制在合格范围内会导致系统无功储备降低以及仅通过目标函数中的总无功储备项提高系统电压稳定程度不能确保电网各分区具有保证其稳定性的最小无功储备容量的技术问题。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

计及分区动态无功储备的无功电压控制方法，包括如下步骤：

A.确定电网的无功电压控制分区并识别各分区的关键节点；

B.计算关键节点的VQ曲线以及分区动态无功储备；

C.计算各分区在最严重故障下所需的最小无功储备限值；

D.建立包含以系统总动态无功储备为优化目标，以各分区在最严重故障下所需的最小无功储备限值为约束条件的无功电压控制模型：

$\begin{array}{cc}\min & {\mathrm{\ω}}_1\frac{P_{loss}}{f_1^{*}}+{\mathrm{\ω}}_1\frac{\underset{j=1}{\overset{N_B}{\mathrm{\Σ}}}{(V_j-V_{j,set})}^2}{f_2^{*}}-{\mathrm{\ω}}_3\frac{\underset{i=1}{\overset{N_G}{\mathrm{\Σ}}}{(Q_{g,i,eff}-Q_{g,i})}^2}{f_3^{*}}\end{array}$

s.t.g(x)＝0

V_j,min≤V_j≤V_j,max，j＝1,...,N_B

Q_g,i,min≤Q_g,i≤Q_g,i,max，i＝1,...,N_G，

K_p,min≤K_p≤K_p,max，p＝1,...,N_K

Q_c,q,min≤Q_c,q≤Q_c,q,max，q＝1,...,N_C

$\underset{i=1}{\overset{N_{G,k}}{\Σ}}(Q_{g,i,eff}-Q_{g,i})\≥Q_{rs,k,min},k=1,...,N_{area}$

其中：Q_g,i和Q_g,i,eff分别为无功源i的无功出力及其最大有效无功出力，无功源i最大有效无功出力由其在电压崩溃点时的实际输出确定，Q_rs,k,min为分区k的动态无功储备下限值，N_G,k为分区k中无功源节点个数，N_area为电网分区个数，N_B和N_G分别为系统中节点和无功源的个数，ω₁、ω₂和ω₃为各优化目标的权重系数，ω₁+ω₂+ω₃＝1，目标函数第一项P_loss为系统有功网损，目标第二项为电压偏移量，V_j和V_j,set分别为节点j的电压及其期望值，目标函数第三项为系统总动态无功储备，f₁ ^*、f₂ ^*和f₃ ^*分别为三个子目标函数的最优值，V_j,max和V_j,min分别为节点j的电压上下限，Q_g,i,max和Q_g,i,min分别为无功源i的无功出力上下限，N_K和N_C分别为变压器和电容电抗的个数，Q_c,q、Q_c,q,max和Q_c,q,min分别为电容电抗q的补偿值及其上下限，K_p、K_p,max和K_p,min分别为变压器p的变比及其上下限，x为控制变量和状态变量构成的向量，x＝[Q_g,K,Q_c,V,θ]，Q_g为无功源无功出力向量，K为变压器变比向量，Q_c为电容电抗补偿值向量，V为节点电压向量，θ为电压相角向量，g(x)为潮流平衡方程；

E.求解无功电压控制模型。

作为所述计及分区动态无功储备的无功电压控制方法的进一步优化方案，步骤B中由表达式：计算分区动态无功储备，Q_rs,k为分区k的动态无功储备。

作为所述计及分区动态无功储备的无功电压控制方法的进一步优化方案，步骤C由表达式：计算各分区在最严重故障下所需的最小无功储备限值，和分别为无功源i在故障情况下VQ曲线鼻点及运行点处的无功出力。

更进一步的，所述计及分区动态无功储备的无功电压控制方法中，步骤A具体包括如下步骤：

A1、计算无功源节点对被控节点的电气距离，构建电气距离矩阵D：

$D=\left[\begin{array}{cccccc}{d}_{11}& d_{12}& ...& d_{1i}& ...& d_{1N_G}\\ d_{21}& d_{22}& ...& d_{2i}& ...& d_{2N_G}\\ \·& \·& & \·& & \·\\ \·& \·& & \·& & \·\\ \·& \·& & \·& & \·\\ d_{a1}& d_{a2}& ...& d_{ai}& ...& d_{{\mathrm{aN}}_G}\\ \·& \·& & \·& & \·\\ \·& \·& & \·& & \·\\ \·& \·& & \·& & \·\\ d_{m1}& d_{m2}& ...& d_{mi}& ...& d_{{\mathrm{mN}}_G}\end{array}\right],$

d_ai为无功源节点i对被控节点a的电气距离，ΔV_i为无功源节点i的电压偏移量，ΔQ_i为无功源节点i的无功注入变化量，m为被控节点的个数；

A2、计算任意两个被控节点x与y之间的电气距离M_xy：

$M_{xy}=\sqrt{{(d_{x1}-d_{y1})}^2+...+{(d_{{\mathrm{xN}}_G}-d_{{\mathrm{yN}}_G})}^2};$

A3、由步骤A1确定的无功源节点与被控节点之间的电气距离以及由步骤A2确定的任意两被控节点之间的电气距离，采用凝聚的层次聚类算法确定系统的最优分区数和无功源节点所属的分区号，再采用映射分区算法将每个被控节点划分到离它电气距离最小的无功源节点所属的分区中；

A4、由表达式：计算被控节点a到其所属分区k中各无功源节点的综合平均电气距离选择综合平均电气距离最小的被控节点作为该分区的关键节点，G_k为分区k中无功源的集合。

更进一步的，所述计及分区动态无功储备的无功电压控制方法，步骤E中采用非线性原对偶内点法求解无功电压控制模型。

本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：

(1)建立了包含系统总动态无功储备优化项以及各分区最小无功储备限值约束的无功电压控制模型，以均衡系统各分区动态无功储备的分布，避免电压崩溃现象的发生，同时实现减小系统有功网损，改善电压质量和提高系统电压稳定性的目的；

(2)以无功源实际能输出的最大有效无功出力来反映该无功源对系统的无功支撑能力，并通过计算系统的电压崩溃点来考虑系统的非线性特征，可以得到准确的最大有效无功出力。

附图说明

图1是算法流程图；

图2是关键节点的VQ曲线图；

图3是故障情况下关键节点的VQ曲线图；

图4是辽宁电网的分区示意图。

具体实施方式

下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明。

本发明所涉及的一种计及分区动态无功储备的无功电压控制模型与方法，其算法流程如图1所示，包括如下4个步骤。

步骤1、确定电网的无功电压控制分区，并识别各分区的关键节点：

步骤101、计算无功源节点对被控节点的电气距离d_ai：

$d_{ai}=-\lg \left|\frac{{\mathrm{\ΔV}}_a}{{\mathrm{\ΔV}}_i}\right|=-lg\left|\frac{{\mathrm{\ΔV}}_a}{{\mathrm{\ΔQ}}_i}{\left(\frac{{\mathrm{\ΔV}}_i}{{\mathrm{\ΔQ}}_i}\right)}^{-1}\right|---\left(1\right)$

式中，d_ai为无功源节点i对被控节点a的电气距离，ΔV_i为无功源节点i的电压偏移量；ΔQ_i为无功源节点i的无功注入变化量；

步骤102、将每个无功源节点作为矩阵的一维，并把每个无功源节点对各个被控节点的电气距离作为每一维的分量，得到电气距离矩阵D：

$D=\left[\begin{array}{cccccc}{d}_{11}& d_{12}& ...& d_{1i}& ...& d_{1N_G}\\ d_{21}& d_{22}& ...& d_{2i}& ...& d_{2N_G}\\ \·& \·& & \·& & \·\\ \·& \·& & \·& & \·\\ \·& \·& & \·& & \·\\ d_{a1}& d_{a2}& ...& d_{ai}& ...& d_{{\mathrm{aN}}_G}\\ \·& \·& & \·& & \·\\ \·& \·& & \·& & \·\\ \·& \·& & \·& & \·\\ d_{m1}& d_{m2}& ...& d_{mi}& ...& d_{{\mathrm{mN}}_G}\end{array}\right]---\left(2\right)$

式中，D是一个m×n阶矩阵，m为被控节点的个数，N_G为无功源节点的个数；

步骤103、计算任意两个被控节点x与y之间的电气距离M_xy：

$M_{xy}=\sqrt{{(d_{x1}-d_{y1})}^2+...+{(d_{{\mathrm{xN}}_G}-d_{{\mathrm{yN}}_G})}^2}---\left(3\right);$

步骤104、在上述电气距离矩阵的基础上，采用凝聚的层次聚类算法确定系统的最优分区数和无功源节点所属的分区号，再采用映射分区算法将每个被控节点划分到离它电气距离最小的无功源节点所属的分区中；

步骤105、将分区过程中得到的电气距离d_ai代入下式计算被控节点到该分区中各无功源的综合平均电气距离，选择其中距离最小的节点作为该分区的关键节点：

${\stackrel{\‾}{D}}_a=\sqrt{\underset{i\∈G_k}{\Σ}{d}_{ai}^2}---\left(4\right)$

式中，为被控节点a到其所属分区k中各无功源的综合平均电气距离；G_k为分区k中无功源的集合。

步骤2、计算各分区关键节点VQ曲线的鼻点，得到无功源的最大有效无功出力，据此计算各分区的动态无功储备：

在分区关键节点上投入一台虚拟调相机，逐步减小调相机的输出电压V_f，求解潮流得到该调相机的无功输出Q_f，重复此步骤直至采集到足够多的点，便可得到该节点的VQ曲线，如图2所示。VQ曲线的最低点A为电压崩溃点，此时各无功源的无功输出即为其最大有效无功出力。根据下式计算分区动态无功储备：

$Q_{rs,k}=\underset{i=1}{\overset{N_{G,k}}{\Σ}}(Q_{g,i,eff}-Q_{g,i}),k=1,...,N_{area}---\left(5\right)$

式中，N_area为电网分区个数，N_G,k为分区k中无功源节点个数，Q_rs,k为分区k的动态无功储备，Q_g,i和Q_g,i,eff分别为无功源i的无功出力及其最大有效无功出力。

步骤3、确定各分区最严重故障，计算该故障下的VQ曲线，得到各分区所需的最小无功储备限值：

本发明将分区内负荷最重的一条线路开断故障作为分区最严重故障，计算该故障下的VQ曲线，如图3虚线所示，得到VQ曲线鼻点A^*各无功源的无功出力和运行点B^*各无功源的无功出力代入下式计算各分区所需的最小无功储备限值：

$Q_{rs,k,min}=\underset{i=1}{\overset{N_{G,k}}{\Σ}}(Q_{g,i,eff}^{*}-Q_{g,i}^{*}),k=1,...,N_{area}---\left(6\right)$

式中，Q_rs,k,min为分区k的动态无功储备下限值，和分别为无功源i在故障情况下VQ曲线鼻点及运行点的无功出力；

步骤4、将分区动态无功储备同时作为目标函数和约束条件，建立计及分区动态无功储备的无功电压控制优化模型，并采用非线性原对偶内点法进行求解：

计及分区动态无功储备的无功电压控制优化模型如下所示：

$\begin{array}{cc}\min & {\mathrm{\ω}}_1\frac{P_{loss}}{f_1^{*}}+{\mathrm{\ω}}_1\frac{\underset{j=1}{\overset{N_B}{\mathrm{\Σ}}}{(V_j-V_{j,set})}^2}{f_2^{*}}-{\mathrm{\ω}}_3\frac{\underset{i=1}{\overset{N_G}{\mathrm{\Σ}}}{(Q_{g,i,eff}-Q_{g,i})}^2}{f_3^{*}}\end{array}$

s.t.g(x)＝0

V_j,min≤V_j≤V_j,max，j＝1,...,N_B

Q_g,i,min≤Q_g,i≤Q_g,i,max，i＝1,...,N_G

K_p,min≤K_p≤K_p,max，p＝1,...,N_K (7)

Q_c,q,min≤Q_c,q≤Q_c,q,max，q＝1,...,N_C

$\underset{i=1}{\overset{N_{G,k}}{\Σ}}(Q_{g,i,eff}-Q_{g,i})\≥Q_{rs,k,min},k=1,...,N_{area}$

式中：N_B和N_G分别为系统中节点和无功源的个数，ω₁、ω₂和ω₃为各优化目标的权重系数，ω₁+ω₂+ω₃＝1，目标函数第一项P_loss为系统有功网损，目标第二项为电压偏移量，V_j和V_j,set分别为节点j的电压及其期望值，目标函数第三项为系统总动态无功储备，f₁ ^*、f₂ ^*和f₃ ^*分别为三个子目标函数的最优值，V_j,max和V_j,min分别为节点j的电压上下限，Q_g,i,max和Q_g,i,min分别为无功源i的无功出力上下限，N_K和N_C分别为变压器和并联电容电抗的个数，Q_c,q、Q_c,q,max和Q_c,q,min分别为电容电抗q的补偿值及其上下限，K_p、K_p,max和K_p,min分别为变压器p的变比及其上下限，x为控制变量和状态变量构成的向量，x＝[Q_g,K,Q_c,V,θ]，Q_g为无功源无功出力向量，K为变压器变比向量，Q_c为电容电抗补偿值向量，V为节点电压向量，θ为电压相角向量，g(x)为潮流平衡方程。

效果验证：

为了测试本发明所提方法的有效性，对IEEE118节点系统进行仿真并将其应用于辽宁电网自动电压控制系统中。

IEEE118节点系统

利用分区算法对系统进行分区，将IEEE118节点系统分为8个分区并识别各分区的关键节点，如表1所示。

表1 IEEE118节点系统分区结果

注：带*号的节点代表无功源节点。

计算各分区关键节点的VQ曲线，得到无功源的最大有效无功出力。以7号分区为例，其关键节点为节点101，由表2可看出距离关键节点电气距离较远的无功源的最大有效无功出力一般小于其技术无功出力上限，其中无功源103、104和105虽然距离关键节点电气距离也较远，但是由于自身无功输出容量较小，其最大有效无功出力也达到了技术无功出力上限。

表2 IEEE118节点系统分区7无功源最大有效无功出力

建立计及分区动态无功储备的无功电压控制优化模型，其中ω₁＝0.53，ω₂＝0.0005，ω₃＝0.4695，采用非线性原对偶内点法进行求解，并与传统无功电压控制和文献五优化方法进行比较，如表3和表4所示。结果表明：传统无功电压控制主要优化了系统的有功网损，系统总动态无功储备虽略有增加，但这是某些分区无功储备的增加量大于其余分区无功储备减小量导致的结果；文献五优化方法将加权无功储备作为目标函数之一，该方法虽较大幅度地提高了系统的总动态无功储备，但分区3和分区6无功储备有所减少，存在无功储备分布不均的现象；本发明提出的无功电压控制方法可通过选取合适的权重系数达到在牺牲较少有功网损优化效果的前提下，减少电压偏移量和增加系统总动态无功储备的目的，并通过约束条件确保各分区的动态无功储备均大于其所需的最小值，使系统动态无功储备分布更为均衡。

表3 IEEE118节点系统无功电压控制结果

优化目标	有功网损(MW)	电压偏移量(p.u.)	系统总无功储备(MVar)
				优化前	132.60	0.0389	4090.44
传统优化模型	111.05	0.1923	4662.89
				文献五优化模型	123.00	0.1463	5542.15
本发明优化模型	115.50	0.0510	5524.85

表4 IEEE118节点系统各分区无功储备优化结果(MVar)

为了进一步比较上述三种优化方法对系统电压稳定性的影响程度，本发明采用分区负荷增长方式，使各节点负荷按原始比例增加，以各分区关键节点为电压观测点，计算得到优化前后各分区的有功负荷裕度，如表5所示。结果表明：在传统无功电压控制以及文献五提出的优化方法得到的结果中，由于各分区动态无功储备分布不均导致系统电压稳定程度有所下降，而本发明提出的无功电压控制方法通过将分区动态无功储备同时引入目标函数和约束条件中，实现了均衡系统动态无功储备分布，维持系统电压稳定的目的。

表5 IEEE118节点系统优化前后有功负荷裕度比较(MW)

辽宁电网实际应用

本发明所提出的无功电压控制方法已成功应用于辽宁电网自动电压控制(AVC)系统中。本算例所用数据是辽宁电网2013年10月22日的实时数据。

首先对辽宁电网进行无功电压控制分区，结果如图4所示。

按照算法步骤，建立计及分区动态无功储备的无功电压控制数学模型，其中ω₁＝0.28，ω₂＝0.07，ω₃＝0.65，得到优化结果如表6和表7所示。可以看出：传统无功电压控制在实际电网中同样会导致系统动态无功储备分布不均，而本发明提出的无功电压控制方法可以根据不同分区对无功储备的需求程度均衡各分区无功源的无功出力，保证各分区具备其所需的最小无功储备量，并在此基础上减少有功网损、改善电压质量、提高系统的整体电压稳定性。

表6辽宁电网无功电压控制结果

优化目标	有功网损(MW)	电压偏移量(p.u.)	系统总有效无功储备(MVar)
				优化前	221.74	0.7934	1788.06
传统优化模型	207.93	1.3520	2594.57
				本发明优化模型	208.55	1.2987	2628.91

表7辽宁电网各分区无功储备优化结果(MVar)

综上所述，本发明具有以下有益效果：

(1)建立了包含系统总动态无功储备优化项以及各分区最小无功储备限值约束的无功电压控制模型，以均衡系统各分区动态无功储备的分布，避免电压崩溃现象的发生，同时实现减小系统有功网损，改善电压质量和提高系统电压稳定性的目的；

(2)以无功源实际能输出的最大有效无功出力来反映该无功源对系统的无功支撑能力，并通过计算系统的电压崩溃点来考虑系统的非线性特征，可以得到准确的最大有效无功出力。

Claims (5)

1.计及分区动态无功储备的无功电压控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

A.确定电网的无功电压控制分区并识别各分区的关键节点；

B.计算关键节点的VQ曲线以及分区动态无功储备；

C.计算各分区在最严重故障下所需的最小无功储备限值；

D.建立包含以系统总动态无功储备为优化目标，以各分区在最严重故障下所需的最小无功储备限值为约束条件的无功电压控制模型：

$\begin{array}{cc}\min & {\mathrm{\ω}}_1\frac{P_{loss}}{f_1^{*}}+{\mathrm{\ω}}_2\frac{\underset{j=1}{\overset{N_B}{\Σ}}{(V_j-V_{j,set})}^2}{f_2^{*}}-{\mathrm{\ω}}_3\frac{\underset{i=1}{\overset{N_G}{\Σ}}(Q_{g,i,eff}-Q_{g,i})}{f_3^{*}}\end{array}$

s.t.g(x)＝0

V_j,min≤V_j≤V_j,max，j＝1,...,N_B

Q_g,i,min≤Q_g,i≤Q_g,i,max，i＝1,...,N_G，

K_p,min≤K_p≤K_p,max，p＝1,...,N_K

Q_c,q,min≤Q_c,q≤Q_c,q,max，q＝1,...,N_C

$\underset{i=1}{\overset{N_{G,k}}{\Σ}}(Q_{g,i,eff}-Q_{g,i})\≥Q_{rs,k,min},k=1,\mathrm{...},N_{area}$

其中：Q_g,i和Q_g,i,eff分别为无功源i的无功出力及其最大有效无功出力，无功源i最大有效无功出力由其在电压崩溃点时的实际输出确定，Q_rs,k,min为分区k的动态无功储备下限值，N_G,k为分区k中无功源节点个数，N_area为电网分区个数，N_B和N_G分别为系统中节点和无功源的个数，ω₁、ω₂和ω₃为各优化目标的权重系数，ω₁+ω₂+ω₃＝1，目标函数第一项P_loss为系统有功网损，目标第二项为电压偏移量，V_j和V_j,set分别为节点j的电压及其期望值，目标函数第三项为系统总动态无功储备，f₁ ^*、f₂ ^*和f₃ ^*分别为三个子目标函数的最优值，V_j,max和V_j,min分别为节点j的电压上下限，Q_g,i,max和Q_g,i,min分别为无功源i的无功出力上下限，N_K和N_C分别为变压器和电容电抗的个数，Q_c,q、Q_c,q,max和Q_c,q,min分别为电容电抗q的补偿值及其上下限，K_p、K_p,max和K_p,min分别为变压器p的变比及其上下限，x为控制变量和状态变量构成的向量，x＝[Q_g,K,Q_c,V,θ]，Q_g为无功源无功出力向量，K为变压器变比向量，Q_c为电容电抗补偿值向量，V为节点电压向量，θ为电压相角向量，g(x)为潮流平衡方程；

E.求解无功电压控制模型。

2.根据权利要求1所述的计及分区动态无功储备的无功电压控制方法，其特征在于，步骤B中由表达式：计算分区动态无功储备，Q_rs,k为分区k的动态无功储备。

3.根据权利要求2所述的计及分区动态无功储备的无功电压控制方法，其特征在于，步骤C由表达式：计算各分区在最严重故障下所需的最小无功储备限值，和分别为无功源i在故障情况下VQ曲线鼻点及运行点处的无功出力。

4.根据权利要求1所述的计及分区动态无功储备的无功电压控制方法，其特征在于，步骤A具体包括如下步骤：

A1、计算无功源节点对被控节点的电气距离，构建电气距离矩阵D：

$D=\left[\begin{array}{cccccc}{d}_{11}& d_{12}& \mathrm{...}& d_{1i}& \mathrm{...}& d_{1N_G}\\ d_{21}& d_{22}& \mathrm{...}& d_{2i}& \mathrm{...}& d_{2N_G}\\ .& .& & .& & .\\ .& .& & .& & .\\ .& .& & .& & .\\ d_{a1}& d_{a2}& \mathrm{...}& d_{ai}& \mathrm{...}& d_{{\mathrm{aN}}_G}\\ .& .& & .& & .\\ .& .& & .& & .\\ .& .& & .& & .\\ d_{m1}& d_{m2}& \mathrm{...}& d_{mi}& \mathrm{...}& d_{{\mathrm{mN}}_G}\end{array}\right]$

d_ai为无功源节点i对被控节点a的电气距离，ΔV_i为无功源节点i的电压偏移量，ΔQ_i为无功源节点i的无功注入变化量，m为被控节点的个数；

A2、计算任意两个被控节点x与y之间的电气距离M_xy：

$M_{xy}=\sqrt{{(d_{x1}-d_{y1})}^2+\mathrm{...}+{(d_{{\mathrm{xN}}_G}-d_{{\mathrm{yN}}_G})}^2};$

A3、由步骤A1确定的无功源节点与被控节点之间的电气距离以及由步骤A2确定的任意两被控节点之间的电气距离，采用凝聚的层次聚类算法确定系统的最优分区数和无功源节点所属的分区号，再采用映射分区算法将每个被控节点划分到离它电气距离最小的无功源节点所属的分区中；

A4、由表达式：计算被控节点a到其所属分区k中各无功源节点的综合平均电气距离选择综合平均电气距离最小的被控节点作为该分区的关键节点，G_k为分区k中无功源的集合。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的计及分区动态无功储备的无功电压控制方法，其特征在于，步骤E中采用非线性原对偶内点法求解无功电压控制模型。