CN114970957A - 一种基于拓扑结构的配电网无功优化算法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于拓扑结构的配电网无功优化算法，包括如下步骤：a、计算分支潮流；b、确定全网所需无功功率补偿总容量；c、获取全网所有补偿点布置优化方案：基于第三计算规则获取所有补偿点布置优化方案；d、计算优化前损耗和优化后损耗的差值：对步骤c获得的每一种补偿点布置优化方案，基于第四计算规则分别计算优化前损耗△P1和优化后损耗△P2，并计算出△P1‑△P2；e、计算出投资回收年限：对步骤c获得的每一种补偿点布置优化方案，基于第五计算规则计算出投资回收年限；f、获取最优优化方案：筛选出优化前后的损耗的差值最大的方案A；筛选出投资回收年限最小的方案B；方案A和方案B为最优补偿点布置优化方案。
Description
技术领域
本发明涉及配电网优化计算技术领域，特别涉及一种基于拓扑结构的配电网无功优化算法及系统。
背景技术
电力系统无功优化计算是提高电力系统电压合格率、降低运行网损的重要依据，是保证电网安全、稳定、经济运行所必须的工作。这不仅关系到电力系统向电力用户提供电能质量的优劣，而且还直接影响电网自身运行的安全性和经济性；电压合格率是电网最重要的质量指标，电网线损率是电网最重要的经济指标，有效的电压控制和合理的无功补偿，不仅能保证电压质量，而且可有效提高电力系统运行的稳定性和安全性，降低电网电能损耗，提高配网运行经济效益。
目前，我国每降低1％的网损就相当于建造一座200万千瓦的大型发电厂。然而，目前的电网中无功电压优化及控制还存在有诸多不足之处：优化程序数据准备工作量大，计算速度慢，计算结果偏离实际运行工况；基础数据尤其是无功数据不准确；软件系统人机交互界面的操作性能差，缺少维护；电容器投切、变压器档位调整劳动强度大，不能及时准确调整；电容器投入容量及位置不能有依据地进行计算，有一定的随意性。
发明内容
本发明是为了克服上述缺陷而进行的，目的在于提供一种基于拓扑结构的配电网无功优化算法及系统。
为实现达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种基于拓扑结构的配电网无功优化算法，其特征在于，包括如下步骤：
a、计算分支潮流:获取每段分支线路中变压器的日售电量或月售电量，基于第一计算规则计算出该拓扑结构电网中每一段分支线路的潮流；
b、确定全网所需无功功率补偿总容量；
c、获取全网所有补偿点布置优化方案：设该拓扑结构电网全网中总节点数为n,设置补偿点数量为m，基于第三计算规则获取所有
种补偿点布置优化方案；
d、计算优化前损耗和优化后损耗的差值：对步骤c获得的每一种补偿点布置优化方案，基于第四计算规则分别计算优化前损耗△P1和优化后损耗△P2，并计算出优化前后的损耗的差值△P1-△P2；
e、计算出投资回收年限：对步骤c获得的每一种补偿点布置优化方案，基于第五计算规则计算出投资回收年限；
f、获取最优优化方案：基于步骤d的计算结果筛选出优化前后的损耗的差值最大的方案,记作方案A；基于步骤e的计算结果筛选出投资回收年限最小的方案,记作方案B；方案A与方案B即为最优补偿点布置优化方案。
进一步，在本发明提供的基于拓扑结构的配电网无功优化算法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤a的第一计算规则的具体如下：步骤a1，通过公式(1)或公式(2)计算分支线路中每台变压器的有功潮流：
按日计算：Pb＝FqxYgd变 (1)
按月计算：
公式(1)(2)中，Pb表示有功潮流；Fqx为最大负荷的系数；Ygd变为变压器输入的日售电量(kW·h)；Ygm变为变压器输入的月售电量(kW·h)；TL为线路的运行时间(小时)；Tb为变压器的停运时间(小时)；
步骤a2，通过公式(3)计算出分支线路的潮流：
公式(3)中，Sa表示本段分支线路的潮流；Pa表示有功功率；j表示复数，j2＝-1；Qa表示无功功率；d表示该段分支线路中的变压器数量；Pbi为该段分支线路中第i个变压器的有功潮流。
进一步，在本发明提供的基于拓扑结构的配电网无功优化算法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤b的确定全网所需无功功率补偿总容量具体为：根据基于优化目标的功率因数，第二计算规则计算出全网所需无功功率补偿总容量；该第二计算规则为根据公式(4)确定全网所需无功功率补偿总容量：
公式(4)中，Qc为全网所需无功功率补偿总容量(kVar)；
为现状的功率因数；
为优化目标的功率因数；Pav为最大负荷日平均有功功率(kW)；
上述最大负荷日平均有功功率Pav通过公式(5)或公式(6)计算得到：
按日计算：Pav＝Ygd线/24 (5)
按月计算：
公式(5)(6)中，Ygd线为输入线路首端的日有功电量(kW·h)；Ygm线为输入线路首端的月有功电量(kW·h)；TL为线路的运行时间(小时)。
进一步，在本发明提供的基于拓扑结构的配电网无功优化算法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤c中补偿点仅布置在主干线路上。
进一步，在本发明提供的基于拓扑结构的配电网无功优化算法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤c的第三计算规则具体如下：
基于全网的总节点数为n，定义如下矩阵A和矩阵Qc_matrix：
矩阵A为n行n列的矩阵,矩阵A的行列式表示如下：
矩阵A中每个元素的值都为1或0；
矩阵A中主对角线元素的集合表示为{A11,A22,…,Axk,…,Ann}，其中x＝k，该集合中具有n个元素，当Axk的值为1时则表示对应的导线x末端有补偿，Axk的值为0时则表示对应的导线x末端无补偿；
矩阵A中任意第x行第y列的非主对角线元素表示为Axy,其中x≠y，当Axy值为1时则表示导线y为导线x未端所连导线并且导线y的未端有补偿，当Axy值为0时则表示导线y非导线x所连接或导线y的未端无补偿；
矩阵Qc_matrix为n行1列的矩阵,矩阵Qc_matrix的行列式表示如下：
矩阵Qc_matrix中Qxc对应表示导线x及该段所带线路的所有补偿容量，即导线x末端的补偿容量；
用高斯消元法解方程(9)，设如下方程组(10)：
公式(10)中，Qc为全网所需无功功率补偿总容量(kVar)；λ和Qcy是待求参数；Cky和Bk是中间参数，分别通过以下公式(11)和(12)求得：
公式(11)(12)中，Rx是导线x的电阻(Ω)；VN是线路首端平均电压(KV)；Qx是导线x的无功功率(KVar)，
通过上述步骤可知方程(10)共有n+1种表达式；有未知数Qc1,Qc2,…,Qcn和λ共n+1个；若计算出的Qxc为负值，则将矩阵A的第x行和第y列的元素全置为0；若算出多个Qxc为负值，则将矩阵A中相应多个行和多个列的元素全置为0。
进一步，在本发明提供的基于拓扑结构的配电网无功优化算法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤d的第四计算规则具体如下：
通过公式(13)和公式(14)分别计算全网优化前后损耗：
优化前损耗ΔP1：
优化后损耗ΔP2：
公式(13)(14)中，Px表示导线x的有功潮流；Qx表示导线x的无功功率；Qxc表示导线x及该段所带线路的所有补偿容量；Rx是导线x的电阻；n表示全网的总节点数；VN为线路首端平均电压；
优化前后的损耗的差值为△P1-△P2。
进一步，在本发明提供的基于拓扑结构的配电网无功优化算法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤e的第五计算规则具体如下：通过公式(15)计算投资回收年限：
公式(15)中，T年限表示投资回收年限；Kb为补偿装置的单位综合投资(元/kVar)；B为单位有功电度的价格(元/kW·h)；T为补偿装置的年运行小时数；Qc为全网无功功率补偿总容量(kVar)，*表示乘法运算。
本发明提供一种配电网无功优化计算系统，用于实现上述的基于拓扑结构的配电网无功优化算法，其特征在于，包括：包括：用户输入模块、拓扑结构电网信息数据获取模块、第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块、第四计算模块、第五计算模块、第一筛选模块、第二筛选模块、优化结果输出模块；用户输入模块用于显示优化目标数据输入界面供用户输入相关优化目标数据；优化目标数据为优化目标的功率因数或全网无功功率补偿总容量；拓扑结构电网信息数据获取模块通过外部数据输入或导入方式获取拓扑结构电网信息数据，拓扑结构电网信息数据包括拓扑结构电网图、拓扑结构电网中的售电量数据、全网的总节点数以及设置有补偿装置的位置；第一计算模块用于基于售电量数据根据第一计算规则计算出拓扑结构电网中每一段分支线路的潮流；第二计算模块用于当用户输入优化目标的功率因数时，基于该优化目标的功率因数根据第二计算规则计算出全网无功功率补偿总容量；第三计算模块用于基于全网无功功率补偿总容量、拓扑结构电网信息数据以及第一计算模块计算获得的潮流数据，根据第三计算规则获取所有补偿点布置优化方案；第四计算模块用于根据第四计算规则计算出所有补偿点布置优化方案的优化前后损耗的差值；第五计算模块用于根据第五计算规则计算出所有补偿点布置优化方案的投资回收年限；第一筛选模块用于对第四计算模块计算的所有优化前后损耗的差值数据进行大小排序，并筛选出优化前后损耗的差值最小的补偿点布置优化方案；第二筛选模块用于对第五计算模块计算的所有投资回收年限数据进行大小排序，并筛选出投资回收年限最小的补偿点布置优化方案；优化结果输出模块将第一筛选模块和第二筛选模块的筛选结果输出作为两种最优补偿点布置优化方案。
本发明的有益效果：
与现有技术相比，本发明的基于拓扑结构的配电网无功优化算法及系统采用了“全枚举”方式，给出了给出电网线路中补偿点位置及补偿容量的优化策略。用户可通给出优化目标的功率因数或直接给出投入的总容量,在指定补偿点数量后，计算最佳的补偿点位置及补偿点各位置的补偿容量。另外，用户可通给出优化目标的功率因数或直接给出投入的总容量,在电网中指定补偿点位置进行补偿，计算各补偿点位置补偿的容量。本发明解决目前无功优化计算收敛性较差，不能较好的指导生产实践等问题；帮助有关负责人更好地了解电网薄弱环节和引发线损的构成，指导电网建设与改造工作；提高相关专责人员发现问题和解决问题的能力，并对编制电网降损节能规划、制定有针对性的降损措施、无功优化和降损的实施等工作提供数据等量化指标和决策的科学依据。
附图说明
图1是本发明实施例中某段线路的补偿容量的示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例对本发明的技术方案作具体阐述。
<实施例>
本实施例阐述一种基于拓扑结构的配电网无功优化算法及用于实现该算法程序的配电网无功优化系统，该系统中设置有相应的计算机运行程序。
该基于拓扑结构的配电网无功优化算法的前提：1)不考虑无功网损，2)全网取平均电压；3)视全网功率因素一致。该基于拓扑结构的配电网无功优化算法包括如下步骤：
a、计算分支潮流:
获取每段分支线路中变压器的日售电量或月售电量，基于第一计算规则计算出该拓扑结构电网中每一段分支线路的潮流。
第一计算规则的具体如下：
步骤a1，通过公式(1)或公式(2)计算分支线路中每台变压器的有功潮流：
按日计算：Pb＝FqxYgd变(1)
按月计算：
公式(1)(2)中，Pb表示有功潮流；Fqx为最大负荷的系数；Ygd变为变压器输入的日售电量(kW·h)；Ygm变为变压器输入的月售电量(kW·h)；TL为线路的运行时间(小时)；Tb为变压器的停运时间(小时)；
步骤a2，通过公式(3)计算出分支线路的潮流：
公式(3)中，Sa表示某段分支线路a的潮流；Pa表示该分支线路a的有功功率；j表示复数，j2＝-1；Qa表示无功功率，Qa根据有功功率Pa和线路的功率因数计算得到；d表示该段分支线路中的变压器数量；Pbi为该段分支线路中第i个变压器的有功潮流，该变压器的有功潮流为采用步骤a1所计算得到。
执行本发明的算法时，若步骤a采集的原始数据采用日售电量，则后续相关的计算均采用日售电量相关计算，若步骤a采集的原始数据采用月售电量，则后续相关的计算均采用月售电量相关计算。
b、确定全网所需无功功率补偿总容量：
全网所需无功功率补偿总容量可以是由人为直接指定，也可以是人为指定优化目标的功率因数，再根据第二计算规则计算出全网所需无功功率补偿总容量。
该第二计算规则为根据公式(4)确定全网所需无功功率补偿总容量：
公式(4)中，Qc为全网所需无功功率补偿总容量(kVar)；
为现状的功率因数；
为优化目标的功率因数；Pav为最大负荷日平均有功功率(kW)；
上述最大负荷日平均有功功率Pav通过公式(5)或公式(6)计算得到：
按日计算：Fav＝Ygd线/24 (5)
按月计算：
公式(5)(6)中，Ygd线为输入线路首端的日有功电量(kW·h)；Ygm线为输入线路首端的月有功电量(kW·h)；TL为线路的运行时间(小时)。
c、获取全网所有补偿点布置优化方案：
在本发明中补偿点仅布置在主干线路上。设该拓扑结构电网全网中总节点数为n,设置补偿点数量为m，基于第三计算规则获取所有
种补偿点布置优化方案。
参阅图1，图1中表示了某段导线线路i的阻抗公式：阻抗＝Ri+jXi，其中Ri表示该段导线线路i的电阻，Xi表示该段导线线路i的电抗，j表示复数。该段导线线路i的潮流表示为Si，Si＝Pi+j(Qi-Qic)，其中Pi表示该段导线线路i的有功功率，Qi表示无功功率，Qic表示本段线路及本段所带线路的所有补偿容量。
步骤c的第三计算规则具体如下：
基于全网的总节点数为n,定义如下矩阵A和矩阵Qc_matrix：
矩阵A为n行n列的矩阵,矩阵A的行列式表示如下：
式(7)的矩阵A中每个元素的值都为1或0；
矩阵A中主对角线元素的集合表示为{A11,A22,…,Axk,…,Ann}，其中x＝k，该集合中具有n个元素，当Axk的值为1时则表示对应的导线x末端有补偿，Axk的值为0时则表示对应的导线x末端无补偿；
矩阵A中任意第x行第y列的非主对角线元素表示为Axy,其中x≠y，当Axy值为1时则表示导线y为导线x未端所连导线并且导线y的未端有补偿，当Axy值为0时则表示导线y非导线x所连接或导线y的未端无补偿；
矩阵Qc_matrix为n行1列的矩阵,矩阵Qc_matrix的行列式表示如下：
式(8)的矩阵Qc_matrix中Qxc对应表示导线x及该段所带线路的所有补偿容量，即导线x末端的补偿容量；
设方程组(10)：
用高斯消元法解方程(10)：用初等行变换把增广矩阵转换为行阶梯阵，然后回代求出方程的解。公式(10)中，Qc为全网所需无功功率补偿总容量(kVar)；λ和Qcy是待求参数；Cky和Bk是中间参数，分别通过以下公式(11)和(12)求得：
公式(11)(12)中，Rx是导线x的电阻(Ω)；VN是线路首端平均电压(KV)；Qx是导线x的无功功率(KVar)，
通过上述步骤可知方程(10)共有n+1种表达式；有未知数Qc1,Qc2,…,Qcn和λ共n+1个；若计算出的Qxc为负值，则将矩阵A的第x行和第y列的元素全置为0，例如Q1c为负值，则将矩阵A的第1行和第1列的元素全置为0；若算出多个Qxc为负值，则将矩阵A中对应的多个行和多个列的元素全置为0，例如Q1c和Q2c为负值，则将矩阵A的第1、2行和第1、2列的元素全置为0。
d、计算优化前损耗和优化后损耗的差值：
对步骤c获得的每一种补偿点布置优化方案，基于第四计算规则分别计算优化前损耗△P1和优化后损耗△P2，并计算出优化前后的损耗的差值△P1-△P2。
第四计算规则具体如下：
通过公式(13)和公式(14)分别计算全网优化前后损耗：
优化前损耗ΔP1：
优化后损耗ΔP2：
公式(13)(14)中，Px表示导线x的有功潮流；Qx表示导线x的无功功率；Qxc表示导线x及该段所带线路的所有补偿容量；Rx是导线x的电阻；n表示全网的总节点数；VN为线路首端平均电压；
优化前后的损耗的差值为△P1-△P2。
e、计算出投资回收年限：
对步骤c获得的每一种补偿点布置优化方案，基于第五计算规则计算出投资回收年限。
第五计算规则具体如下：通过公式(15)计算投资回收年限：
公式(15)中，T年限表示投资回收年限；Kb为补偿装置的单位综合投资(元/kVar)；B为单位有功电度的价格(元/kW·h)；T为补偿装置的年运行小时数；Qc为全网无功功率补偿总容量(kVar)，*表示乘法运算。
f、获取最优优化方案：
基于步骤d的计算结果筛选出优化前后的损耗的差值最大的方案,记作方案A；基于步骤e的计算结果筛选出投资回收年限最小的方案,记作方案B；方案A与方案B即为最优补偿点布置优化方案。
在本实施例的配电网无功优化计算系统，包括：用户输入模块、拓扑结构电网信息数据获取模块、第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块、第四计算模块、第五计算模块、第一筛选模块、第二筛选模块、优化结果输出模块。
用户输入模块用于显示优化目标数据输入界面供用户输入相关优化目标数据，优化目标数据为优化目标的功率因数或全网无功功率补偿总容量。
拓扑结构电网信息数据获取模块通过外部数据输入或导入方式获取拓扑结构电网信息数据，拓扑结构电网信息数据包括拓扑结构电网图、拓扑结构电网中的售电量数据、全网的总节点数、设置有补偿装置的位置(补偿装置已设置在电网中，由人为操作其工作状态，具体哪个补偿装置需要作为补偿点则通过优化算法确定)。
第一计算模块用于基于售电量数据根据第一计算规则计算出拓扑结构电网中每一段分支线路的潮流。
第二计算模块用于当用户输入的优化目标数据为优化目标的功率因数时，基于该优化目标的功率因数根据第二计算规则计算出全网无功功率补偿总容量。
第三计算模块用于基于全网无功功率补偿总容量、拓扑结构电网信息数据以及第一计算模块计算获得的潮流数据，根据第三计算规则获取所有补偿点布置优化方案。
第四计算模块用于根据第四计算规则计算出所有补偿点布置优化方案的优化前后损耗的差值。
第五计算模块用于根据第五计算规则计算出所有补偿点布置优化方案的投资回收年限。
第一筛选模块用于对第四计算模块计算的所有优化前后损耗的差值数据进行大小排序，并筛选出优化前后损耗的差值最小的补偿点布置优化方案。
第二筛选模块用于对第五计算模块计算的所有投资回收年限数据进行大小排序，并筛选出投资回收年限最小的补偿点布置优化方案。
优化结果输出模块将第一筛选模块和第二筛选模块的筛选结果输出作为两种最优补偿点布置优化方案。优化结果输出模块可以采用图表、图形、数据列表等常规数据可视化表达形式。在用户获取这两种最优补偿点布置优化方案后，由用户根据实际需求来自行决定最终采取哪一种。
上述实施例仅为本发明的具体实施例，并不用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种基于拓扑结构的配电网无功优化算法，其特征在于，包括如下步骤：
a、计算分支潮流:获取每段分支线路中变压器的日售电量或月售电量，基于第一计算规则计算出该拓扑结构电网中每一段分支线路的潮流；
b、确定全网无功功率补偿总容量；
c、获取全网所有补偿点布置优化方案：设该拓扑结构电网全网中总节点数为n,设置补偿点数量为m，基于第三计算规则获取所有
种补偿点布置优化方案；
d、计算优化前损耗和优化后损耗的差值：对步骤c获得的每一种补偿点布置优化方案，基于第四计算规则分别计算优化前损耗△P1和优化后损耗△P2，并计算出优化前后的损耗的差值△P1-△P2；
e、计算出投资回收年限：对步骤c获得的每一种补偿点布置优化方案，基于第五计算规则计算出投资回收年限；
f、获取最优优化方案：基于步骤d的计算结果筛选出优化前后的损耗的差值最大的方案,记作方案A；基于步骤e的计算结果筛选出投资回收年限最小的方案,记作方案B；所述方案A与所述方案B即为最优补偿点布置优化方案。
2.如权利要求1所述的基于拓扑结构的配电网无功优化算法，其特征在于：
其中，步骤a的所述第一计算规则的具体如下：
步骤a1，通过公式(1)或公式(2)计算分支线路中每台变压器的有功潮流：
按日计算：Pb＝FqxYgd变 (1)
按月计算：
公式(1)(2)中，Pb表示有功潮流；Fqx为最大负荷的系数；Ygd变为变压器输入的日售电量(kW·h)；Ygm变为变压器输入的月售电量(kW·h)；TL为线路的运行时间(小时)；Tb为变压器的停运时间(小时)；
步骤a2，通过公式(3)计算出分支线路的潮流：
公式(3)中，Sa表示本段分支线路的潮流；Pa表示有功功率；j表示复数，j2＝-1；Qa表示无功功率；d表示该段分支线路中的变压器数量；Pbi为该段分支线路中第i个变压器的有功潮流。
3.如权利要求1所述的基于拓扑结构的配电网无功优化算法，其特征在于：
其中，步骤b的确定全网所需无功功率补偿总容量具体为：基于优化目标的功率因数，根据第二计算规则计算出全网所需无功功率补偿总容量；
该第二计算规则为根据公式(4)确定全网所需无功功率补偿总容量：
公式(4)中，Qc为全网所需无功功率补偿总容量(kVar)；
为当前现状的功率因数；
为优化目标的功率因数；Pav为最大负荷日平均有功功率(kW)；
上述最大负荷日平均有功功率Pav通过公式(5)或公式(6)计算得到：
按日计算：Pav＝Ygd线/24 (5)
按月计算：
公式(5)(6)中，Ygd线为输入线路首端的日有功电量(kW·h)；Ygm线为输入线路首端的月有功电量(kW·h)；TL为线路的运行时间(小时)。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的基于拓扑结构的配电网无功优化算法，其特征在于：
其中，步骤c中所述补偿点仅布置在主干线路上。
5.如权利要求4所述的基于拓扑结构的配电网无功优化算法，其特征在于：
其中，步骤c的所述第三计算规则具体如下：
基于全网的总节点数为n,定义如下矩阵A和矩阵Qc_matrix：
矩阵A为n行n列的矩阵,矩阵A的行列式表示如下：
矩阵A中每个元素的值都为1或0；
矩阵A中主对角线元素的集合表示为{A11,A22,…,Axk,…,Ann}，其中x＝k，该集合中具有n个元素，当Axk的值为1时则表示对应的导线x末端有补偿，Axk的值为0时则表示对应的导线x末端无补偿；
矩阵A中任意第x行第y列的非主对角线元素表示为Axy,其中x≠y，当Axy值为1时则表示导线y为导线x未端所连导线并且导线y的未端有补偿，当Axy值为0时则表示导线y非导线x所连接或导线y的未端无补偿；
矩阵Qc_matrix为n行1列的矩阵,矩阵Qc_matrix的行列式表示如下：
矩阵Qc_matrix中Qxc对应表示导线x及该段所带线路的所有补偿容量，即导线x末端的补偿容量；
设如下方程组(10)：
公式(10)中，Qc为全网所需无功功率补偿总容量(kVar)；λ和Qcy是待求参数；Cky和Bk是中间参数，分别通过以下公式(11)和(12)求得：
公式(11)(12)中，Rx是导线x的电阻(Ω)；VN是线路首端平均电压(KV)；Qx是导线x的无功功率(KVar)，
通过上述步骤可知方程(10)共有n+1种表达式；有未知数Qc1,Qc2,…,Qcn和λ共n+1个；若计算出的Qxc为负值，则将矩阵A的第x行和第y列的元素全置为0；若算出多个Qxc为负值，则将矩阵A中相应多个行和多个列的元素全置为0。
6.如权利要求1所述的基于拓扑结构的配电网无功优化算法，其特征在于：
其中，步骤d的第四计算规则具体如下：
通过公式(13)和公式(14)分别计算全网优化前后损耗：
优化前损耗ΔP1：
优化后损耗ΔP2：
公式(13)(14)中，Px表示导线x的有功潮流；Qx表示导线x的无功功率；Qxc表示导线x及该段所带线路的所有补偿容量；Rx是导线x的电阻；n表示全网的总节点数；VN为线路首端平均电压；
优化前后的损耗的差值为△P1-△P2。
7.如权利要求1所述的基于拓扑结构的配电网无功优化算法，其特征在于：
其中，步骤e的第五计算规则具体如下：
通过公式(15)计算投资回收年限：
公式(15)中，T年限表示投资回收年限；Kb为补偿装置的单位综合投资(元/kVar)；B为单位有功电度的价格(元/kW·h)；T为补偿装置的年运行小时数；Qc为全网无功功率补偿总容量(kVar)，*表示乘法运算。
8.一种配电网无功优化计算系统，用于实现如权利要求1～7中任意一项所述的基于拓扑结构的配电网无功优化算法，其特征在于，包括：用户输入模块、拓扑结构电网信息数据获取模块、第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块、第四计算模块、第五计算模块、第一筛选模块、第二筛选模块、优化结果输出模块，
所述用户输入模块用于显示优化目标数据输入界面供用户输入相关优化目标数据，所述优化目标数据为优化目标的功率因数或全网无功功率补偿总容量；
所述拓扑结构电网信息数据获取模块通过外部数据输入或导入方式获取拓扑结构电网信息数据，所述拓扑结构电网信息数据包括拓扑结构电网图、拓扑结构电网中的售电量数据、全网的总节点数以及设置有补偿装置的位置；
所述第一计算模块用于基于售电量数据根据所述第一计算规则计算出拓扑结构电网中每一段分支线路的潮流；
所述第二计算模块用于当用户输入优化目标的功率因数时，基于该优化目标的功率因数根据所述第二计算规则计算出全网无功功率补偿总容量；
所述第三计算模块用于基于所述全网无功功率补偿总容量、所述拓扑结构电网信息数据以及所述第一计算模块计算获得的潮流数据，根据所述第三计算规则获取所有补偿点布置优化方案；
所述第四计算模块用于根据所述第四计算规则计算出所述所有补偿点布置优化方案的优化前后损耗的差值；
所述第五计算模块用于根据所述第五计算规则计算出所述所有补偿点布置优化方案的投资回收年限；
所述第一筛选模块用于对所述第四计算模块计算的所有优化前后损耗的差值数据进行大小排序，并筛选出优化前后损耗的差值最小的补偿点布置优化方案；
所述第二筛选模块用于对所述第五计算模块计算的所有投资回收年限数据进行大小排序，并筛选出投资回收年限最小的补偿点布置优化方案；
所述优化结果输出模块将所述第一筛选模块和所述第二筛选模块的筛选结果输出作为两种最优补偿点布置优化方案。
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|---|---|---|---|
| CN202210412523.1A CN114970957A (zh) | 2022-04-19 | 2022-04-19 | 一种基于拓扑结构的配电网无功优化算法及系统 |
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| CN202210412523.1A CN114970957A (zh) | 2022-04-19 | 2022-04-19 | 一种基于拓扑结构的配电网无功优化算法及系统 |
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| CN114970957A true CN114970957A (zh) | 2022-08-30 |
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| CN (1) | CN114970957A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116979552A (zh) * | 2023-06-30 | 2023-10-31 | 国网江苏省电力有限公司泰州供电分公司 | 一种基于固定个数电容补偿点位选择的台区线损补偿方法 |
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2022
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116979552A (zh) * | 2023-06-30 | 2023-10-31 | 国网江苏省电力有限公司泰州供电分公司 | 一种基于固定个数电容补偿点位选择的台区线损补偿方法 |
| CN116979552B (zh) * | 2023-06-30 | 2024-05-03 | 国网江苏省电力有限公司泰州供电分公司 | 一种基于固定个数电容补偿点位选择的台区线损补偿方法 |
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