CN115693694A - 电力系统的无功功率优化方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

电力系统的无功功率优化方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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CN115693694A CN202211099796.1A CN202211099796A CN115693694A CN 115693694 A CN115693694 A CN 115693694A CN 202211099796 A CN202211099796 A CN 202211099796A CN 115693694 A CN115693694 A CN 115693694A
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bus
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向丽玲
杨银国
易杨
郑建平
李力
刘洋
于珍
伍双喜
杨璧瑜
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Abstract

本申请公开了一种电力系统的无功功率优化方法、装置、设备及存储介质，通过计算电力系统在当前负荷水平下的无功功率容量，基于无功功率容量，对电力系统中的静止电容器进行容量分配；若容量分配后电力系统的母线电压越限率大于预设值，则计算每条越限母线的无功修正功率容量，对于每条越限母线，基于无功修正功率容量，对静止电容器进行就地补偿，直至电力系统的母线电压越限率不大于预设值，得到静止电容器的最优投入容量，最优投入容量用于静止电容器调节电力系统的无功功率，实现对最优固定投入容量的智能优化，使得电力系统内的所有母线运行电压均不越限，从而保证电力系统的运行可靠性。

Description

电力系统的无功功率优化方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本申请涉及电力系统运行安全技术领域，尤其涉及一种电力系统的无功功率优化方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
电网母线的运行电压水平取决于无功功率的平衡，所以电力系统中各种无功电源的无功出力应该满足系统负荷和网络损耗的平衡，否则电压就会偏离额定值。为了维持电网无功平衡，主要通过就地补偿方式对偏离额定电压的母线加装静止电容器。其中对于节点众多的大系统电网，通常在高压母线或变电站内安装多组静止电容器，并通过潮流计算来确定每个静止电容器的最优固定投入容量，但是固定的投入方案无法让电网母线的运行电压在不同负荷水平下都接近额定电压。
目前，主要是在某个区域的某条母线发生电压越限后，凭工程师经验手动调节静止电容器的投入组数来维持该区域的电压水平，但是由于缺少仿真校验，基于工程师经验的手动调节方式可能导致其他区域运行正常的母线电压出现越限情况。
发明内容
本申请提供了一种电力系统的无功功率优化方法、装置、设备及存储介质，以解决经验手动调节方式可能导致其他区域运行正常的母线电压出现越限的技术问题。
为了解决上述技术问题，第一方面，本申请提供了一种电力系统的无功功率优化方法，包括：
若电力系统的母线电压越限率大于预设值，则基于电力系统的潮流计算结果，确定电力系统的无功网络损耗；
基于无功网络损耗，计算电力系统在当前负荷水平下的无功功率容量；
基于无功功率容量，对电力系统中的静止电容器进行容量分配；
若容量分配后电力系统的母线电压越限率大于预设值，则提取电力系统中每条越限母线的当前注入无功功率容量；
基于当前注入无功功率容量，计算每条越限母线的无功修正功率容量；
对于每条越限母线，基于无功修正功率容量，对静止电容器进行就地补偿，直至电力系统的母线电压越限率不大于预设值，得到静止电容器的最优投入容量，最优投入容量用于静止电容器调节电力系统的无功功率。
在一些实现方式中，基于无功功率容量，对电力系统中的静止电容器进行容量分配，包括：
对静止电容器的电压等级进行排序；
以电压等级从高到低，根据无功功率容量，对同一电压等级的所有静止电容器进行容量平均分配，根据无功功率容量中的剩余容量，对下一电压等级的所有静止电容器进行容量平均分配，直至无功功率容量分配完成，得到每个静止电容器的第一无功投入容量。
在一些实现方式中，基于无功功率容量，对电力系统中的静止电容器进行容量分配之后，还包括：
对容量分配后的电力系统进行潮流计算，确定所有母线的电压水平；
若容量分配后电力系统的母线电压越限率不大于预设值，则将第一无功投入容量作为静止电容器的最优投入容量。
在一些实现方式中，基于当前注入无功功率容量，计算每条越限母线的无功修正功率容量，包括：
利用预设容量修正函数，根据当前注入无功功率容量，计算每条越限母线的无功修正功率容量，预设容量修正函数为：
Figure BDA0003838797170000031
其中，ΔQ为无功修正功率容量，Q1为当前注入无功功率容量，U1为当前母线电压，U2为补偿后的母线电压。
在一些实现方式中，对于每条越限母线，基于无功修正功率容量，对静止电容器进行就地补偿，直至电力系统的母线电压越限率不大于预设值，得到静止电容器的最优投入容量，包括：
基于预设路径搜索算法，确定每个静止电容器的作用域，作用域包括至少一个越限母线，每个越限母线至少属于一个作用域；
以电压等级从低到高，根据作用域，查询对所有越限母线的电压水平起调节作用的目标静止电容器；
根据无功修正功率容量，对目标静止电容器进行容量补偿，得到目标静止电容器的第二投入容量；
若容量补偿后电力系统的母线电压越限率不大于预设值，则判定第二投入容量作为最优投入容量。
在一些实现方式中，以电压等级从低到高，根据作用域，查询对所有越限母线的电压水平起调节作用的目标静止电容器，包括：
以最低电压等级的越限母线为查询起始点，对每条越限母线进行查询，以确定越限母线是否在其对应电压等级的第一静止电容器的作用域内；
若越限母线在第一静止电容器的作用域内，则判定第一静止电容器为目标静止电容器；
对下一个越限母线进行查询，直至所有越限母线查询完成。
在一些实现方式中，确定越限母线是否在其对应电压等级的第一静止电容器的作用域内之后，还包括：
若越限母线不在第一静止电容器的作用域内，基于预设拓扑连接关系，查询目标越限母线的第一父级母线；
确定第一父级母线是否在其电压等级对应的第二静止电容器的作用域内；
若第一父级母线不在第二静止电容器的作用域内，则继续查询第一父级母线的第二父级母线，直至第二父级母线在其电压等级对应的第三静止电容器的作用域内，则判定第三静止电容器为目标静止电容器。
第二方面，本申请提供一种电力系统的无功功率优化装置，包括：
确定模块，用于若电力系统的母线电压越限率大于预设值，则基于电力系统的潮流计算结果，确定电力系统的无功网络损耗；
计算模块，用于基于无功网络损耗，计算电力系统在当前负荷水平下的无功功率容量；
分配模块，用于基于无功功率容量，对电力系统中的静止电容器进行容量分配；
提取模块，用于若容量分配后电力系统的母线电压越限率大于预设值，则提取电力系统中每条越限母线的当前注入无功功率容量；
第二计算模块，用于基于当前注入无功功率容量，计算每条越限母线的无功修正功率容量；
补偿模块，用于对于每条越限母线，基于无功修正功率容量，对静止电容器进行就地补偿，直至电力系统的母线电压越限率不大于预设值，得到静止电容器的最优投入容量，最优投入容量用于静止电容器调节电力系统的无功功率。
第三方面，本申请提供一种计算机设备，包括处理器和存储器，存储器用于存储计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如第一方面的电力系统的无功功率优化方法。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如第一方面的电力系统的无功功率优化方法。
与现有技术相比，本申请至少具备以下有益效果：
通过若电力系统的母线电压越限率大于预设值，则基于电力系统的潮流计算结果，确定电力系统的无功网络损耗，基于无功网络损耗，计算电力系统在当前负荷水平下的无功功率容量，基于无功功率容量，对电力系统中的静止电容器进行容量分配，以对潮流计算结果进行粗粒度优化；若容量分配后电力系统的母线电压越限率大于预设值，则提取电力系统中每条越限母线的当前注入无功功率容量，基于当前注入无功功率容量，计算每条越限母线的无功修正功率容量，对于每条越限母线，基于无功修正功率容量，对静止电容器进行就地补偿，直至电力系统的母线电压越限率不大于预设值，得到静止电容器的最优投入容量，最优投入容量用于静止电容器调节电力系统的无功功率，以对粗粒度优化结果进行细粒度优化，实现对最优固定投入容量的智能优化，使得电力系统内的所有母线运行电压均不越限，从而保证电力系统的运行可靠性，同时，本申请能够对电力系统的所有典型负荷水平下静止电容器的最优固定投入容量进行提取优化，形成典型负荷水平下静止电容器的最优投入方案，有效提高电力系统的调压实时性。
附图说明
图1为本申请实施例示出的电力系统的无功功率优化方法的流程示意图；
图2为本申请实施例示出的第一潮流计算结果的展示界面示意图；
图3为本申请实施例示出的第二潮流计算结果的展示界面示意图；
图4为本申请实施例示出的第三潮流计算结果的展示界面示意图；
图5为本申请实施例示出的第四潮流计算结果的展示界面示意图；
图6为本申请实施例示出的电力系统的无功功率优化装置的结构示意图；
图7为本申请实施例示出的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参照图1，图1为本申请实施例提供的一种电力系统的无功功率优化方法的流程示意图。本申请实施例的电力系统的无功功率优化方法可应用于计算机设备，该计算机设备包括但不限于智能手机、笔记本电脑、平板电脑、桌上型计算机、物理服务器和云服务器等设备。如图1所示，本实施例的电力系统的无功功率优化方法包括步骤S101至步骤S106，详述如下：
步骤S101，若电力系统的母线电压越限率大于预设值，则基于所述电力系统的潮流计算结果，确定所述电力系统的无功网络损耗。
在本步骤中，对一个已有的电力系统仿真模型在某个运行断面下启动潮流计算，得到当前负荷水平下，在静止电容器投入方案优化前，所有母线(共m每条)的运行电压水平，统计出所有越限母线的数量n，当母线电压越限率k＝(n/m)×100％大于阈值ε(一般取1％)时，根据支路潮流计算结果，统计出无功网络损耗Qres，并进入下一步，否则，停止优化，并将当前的静止电容器投入方案添加到方案库中，作为当前负荷水平下所有静止电容器的最优投入容量。
步骤S102，基于所述无功网络损耗，计算所述电力系统在当前负荷水平下的无功功率容量。
在本步骤中，将所有静止电容器的投入容量置为0，然后统计仿真模型中所有负荷的无功功率Qload，粗略的计算出当前负荷水平下系统的无功功率Q＝Qload+Qres。
步骤S103，基于所述无功功率容量，对所述电力系统中的静止电容器进行容量分配。
在本步骤中，以根节点优先的逻辑，按电压等级从高到低给静止电容器分配投入容量。
在一些实施例中，所述步骤S103，包括：
对所述静止电容器的电压等级进行排序；
以电压等级从高到低，根据所述无功功率容量，对同一电压等级的所有所述静止电容器进行容量平均分配，根据所述无功功率容量中的剩余容量，对下一电压等级的所有所述静止电容器进行容量平均分配，直至所述无功功率容量分配完成，得到每个所述静止电容器的第一无功投入容量。
在本实施例中，先考虑投入所有为最高电压等级的静止电容器，投入容量平均分配，若均满容量投入后无法达到无功平衡，再考虑投入下一个电压等级的所有静止电容器，投入容量平均分配同样按剩余无功功率平均分配，通过这种分配方式得到一个修正后的静止电容器的投入方案。
步骤S104，若容量分配后所述电力系统的母线电压越限率大于预设值，则提取所述电力系统中每条越限母线的当前注入无功功率容量。
在本实施例中，启动一次潮流计算，得到当前负荷水平下，在静止电容器投入方案粗粒度优化后所有母线的运行电压水平，判断此时的母线电压越限率k是否大于阈值ε，若是，则根据节点潮流计算结果，提取所有的越限母线ID和运行电压U1，根据支路潮流计算结果，提取这些越限母线的当前注入无功功率Q1，并进入下一步。
若否，停止优化，并将粗粒度优化后的静止电容器投入方案添加到方案库中，作为当前负荷水平下所有静止电容器的最优投入容量。即步骤S103之后，还包括：对容量分配后的所述电力系统进行潮流计算，确定所有母线的电压水平；若容量分配后所述电力系统的母线电压越限率不大于所述预设值，则将所述第一无功投入容量作为所述静止电容器的最优投入容量。
步骤S105，基于所述当前注入无功功率容量，计算每条所述越限母线的无功修正功率容量。
在本步骤中，可选地，利用预设容量修正函数，根据所述当前注入无功功率容量，计算每条所述越限母线的无功修正功率容量，所述预设容量修正函数为：
Figure BDA0003838797170000071
其中，ΔQ为无功修正功率容量，Q1为当前注入无功功率容量，U1为当前母线电压，可以基于潮流计算结果得到，U2为补偿后的母线电压，为尽量达到额定电压，可以去1.0pu。其中，考虑到实际运行过程中静止电容器是一组一组投入的，补偿的无功量ΔQ需要结合静止电容器的每组容量为投入单元向上取整。
步骤S106，对于每条所述越限母线，基于所述无功修正功率容量，对所述静止电容器进行就地补偿，直至所述电力系统的母线电压越限率不大于预设值，得到所述静止电容器的最优投入容量，所述最优投入容量用于所述静止电容器调节所述电力系统的无功功率。
在本步骤中，梳理出每个静止电容器的作用域，静止电容器的作用域是指，以它投入点的母线节点为根节点，利用路径搜索算法(深搜、广搜、双向搜索)找到所有与它有连接关系(通过线路连接)的同等电压等级的叶子节点，不同静止电容器的作用域是可能重叠的，也就是一条母线的电压水平可以通过多个静止电容器调节。结合作用域选择出对每条越限母线电压水平起调节作用的静止电容器并制定无功投入量。以就地补偿优先的逻辑，按电压等级从低到高寻找对每条越限母线电压水平起调节作用的静止电容器。
通过就地补偿，最终得到新的静止电容器投入方案后，再启动一次潮流计算，得到当前负荷水平下，在静止电容器投入方案细粒度优化后所有母线的运行电压水平，判断此时的母线电压越限率k是否大于阈值ε，若是，则根据节点潮流计算结果，提取所有的越限母线ID和运行电压U1，根据支路潮流计算结果，提取这些越限母线的当前注入无功功率Q1，并进入一次细粒度滚动优化；若否，停止优化，并将细粒度优化后的静止电容器投入方案添加到方案库中，作为当前负荷水平下所有静止电容器的最优投入容量。
在一些实施例中，所述步骤S106，包括：
基于预设路径搜索算法，确定每个所述静止电容器的作用域，所述作用域包括至少一个所述越限母线，每个所述越限母线至少属于一个作用域；
以电压等级从低到高，根据所述作用域，查询对所有所述越限母线的电压水平起调节作用的目标静止电容器；
根据所述无功修正功率容量，对所述目标静止电容器进行容量补偿，得到所述目标静止电容器的第二投入容量；
若容量补偿后所述电力系统的母线电压越限率不大于预设值，则判定所述第二投入容量作为所述最优投入容量。
在本实施例中，可选地，所述以电压等级从低到高，根据所述作用域，查询对所有所述越限母线的电压水平起调节作用的目标静止电容器，包括：
以最低电压等级的越限母线为查询起始点，对每条所述越限母线进行查询，以确定所述越限母线是否在其对应电压等级的第一静止电容器的作用域内；
若所述越限母线在所述第一静止电容器的作用域内，则判定所述第一静止电容器为目标静止电容器；
对下一个所述越限母线进行查询，直至所有所述越限母线查询完成。
可选地，所述确定所述越限母线是否在其对应电压等级的第一静止电容器的作用域内之后，还包括：
若所述越限母线不在所述第一静止电容器的作用域内，基于预设拓扑连接关系，查询所述目标越限母线的第一父级母线；
确定所述第一父级母线是否在其电压等级对应的第二静止电容器的作用域内；
若所述第一父级母线不在所述第二静止电容器的作用域内，则继续查询所述第一父级母线的第二父级母线，直至所述第二父级母线在其电压等级对应的第三静止电容器的作用域内，则判定所述第三静止电容器为所述目标静止电容器。
示例性地，以其中一条电压等级为0.38kV的越限母线Bus＿0.38为例，判断Bus＿0.38是否在0.38kV静止电容器的作用域内：
若在，同级补偿：则将对其起到电压调节作用的所有0.38kV静止电容器选择出来，将ΔQ平均分配给所有0.38kV静止电容器，然后对下一条越限母线同样执行就地补偿；
若不在，高级补偿，根据拓扑连接关系(仿真模型中的元件引脚)找到它的父级10kV母线Bus＿10。继续判断Bus＿10是否在10kV静止电容器的作用域内：
若在，同级补偿：则将对其起到电压调节作用的所有10kV静止电容器选择出来，将ΔQ平均分配给所有10kV静止电容器，然后对下一条越限母线同样执行就地补偿；
若不在，高级补偿，再根据拓扑连接关系找到Bus＿10的父级35kV母线Bus＿35，判断Bus＿35是否在35kV静止电容器的作用域内：
若在，同级补偿，则将对其起到电压调节作用的所有35kV静止电容器选择出来，将ΔQ平均分配给所有35kV静止电容器，然后对下一条越限母线同样执行就地补偿；
若不在，高级补偿，再根据拓扑连接关系找到Bus＿35的父级110kV母线Bus＿110，判断Bus＿110是否在110kV静止电容器的作用域内：
若在，同级补偿：则将对其起到电压调节作用的所有110kV静止电容器选择出来，将ΔQ平均分配给所有100kV静止电容器，然后对下一条越限母线同样执行就地补偿；
若不在，高级补偿，以此类推，直到寻找到最高电压等级的静止电容器，然后对下一条越限母线同样执行就地补偿；
遍历所有380V、10kV、35kV和110kV等电压等级的越限母线，便可选择出对所有越限母线电压水平起调节作用的静止电容器，并得到无功投入量。
可选地，如果某台静止电容器增加ΔQi后会超过自己的最大容量Qimax，则增大至最大容量Qimax，剩余的新增补偿量ΔQi—Qimax)继续按加权的方式添加到其余没满的静止电容器，若所有静止电容器都满，则将剩余的补偿量加权添加到未被选择的静止电容器里面。
作为示例而非限定，以某县域电网为对象，建立该电网的潮流仿真模型，当前的负荷无功水平为18MVar，该电网包括从220kV、110kV、35kV、10kV、0.38kV共计7767条母线，该电网的所有静止电容器的ID、电压等级、额定容量、投入点如下表所示：
Figure BDA0003838797170000101
Figure BDA0003838797170000111
部分初始潮流计算结果(即第一潮流计算结果)如图2所示的展示界面，母线电压降序排列，由于刚开始所有静止电容器均按额定容量投入，导致系统的无功电源远高于无功负荷，因此导致系统7767条母线中的7765条电压越限，越限率达到99％以上。
进入第一轮粗粒度优化：由于系统负荷无功水平为13MVar，网损为2MVar，粗略计算当前负荷水平下系统达到无功平衡所需的无功电源有15MVar，小于最高电压等级(110kV)静止电容器的额定容量(20MVar)，以根节点优先的逻辑，将这15MVar无功分配给唯一一台110kV静止电容器，投入方案如下表所示：
ID 电压等级(kV) 额定容量(MVar) 投入点
23 110 －15 pin＿23
该投入方案下的部分潮流计算结果(即第二潮流计算结果)如图3所示的展示界面，母线电压降序排列，可以看到按照粗粒度优化后，母线电压越限率大幅下降，系统7767条母线中的1107条电压越限，越限率降低到15％。
进入细粒度滚动优化：针对1107条母线，进行精准定向补偿，补偿的无功量结合静止电容器的每组容量以100kVar为投入单元向上取整，给出的细粒度优化后的静止电容器投入方案如下表所示：
ID 电压等级(kV) 额定容量(MVar) 投入点
1 10 －0.3 pin＿1
2 10 －0.4 pin＿2
3 10 －0.4 pin＿3
4 10 －0.4 pin＿4
5 10 －0.5 pin＿5
6 10 －0.3 pin＿6
7 10 －0.4 pin＿7
8 10 －0.3 pin＿8
9 10 －0.4 pin＿9
10 10 －0.6 pin＿10
11 10 －0.4 pin＿11
12 10 －0.3 pin＿12
13 10 －0.4 pin＿13
14 10 －0.3 pin＿14
15 10 －0.5 pin＿15
16 10 －0.4 pin＿16
17 10 －0.6 pin＿17
18 10 －0.3 pin＿18
19 10 －0.3 pin＿19
20 10 －0.7 pin＿20
21 10 －0.2 pin＿21
22 10 －0.4 pin＿22
23 110 －15 pin＿23
该投入方案下分部分潮流计算结果(即第三潮流计算结果)如图4所示的展示界面示意图，母线电压降序排列，可以看到经过第一轮细粒度优化后，系统7767条母线中的203条电压越限，越限率降低到3％，但还是高于1％的阈值。
进入第二轮细粒度滚动优化：针对这230条母线，进行精准定向补偿，给出的第二轮细粒度优化后的静止电容器投入方案如下表所示：
Figure BDA0003838797170000121
Figure BDA0003838797170000131
该投入方案下的部分潮流计算结果(即第四潮流计算结果)如图5所示的展示界面，母线电压降序排列，可以看到经过第二轮细粒度优化后，系统7767条母线中0条电压越限，越限率降低到0％，已经低于1％的阈值。所有母线的电压均不越限(－3％～+7％之间)。
为了执行上述方法实施例对应的电力系统的无功功率优化方法，以实现相应的功能和技术效果。参见图6，图6示出了本申请实施例提供的一种电力系统的无功功率优化装置的结构框图。为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，本申请实施例提供的电力系统的无功功率优化装置，包括：
确定模块601，用于若电力系统的母线电压越限率大于预设值，则基于所述电力系统的潮流计算结果，确定所述电力系统的无功网络损耗；
计算模块602，用于基于所述无功网络损耗，计算所述电力系统在当前负荷水平下的无功功率容量；
分配模块603，用于基于所述无功功率容量，对所述电力系统中的静止电容器进行容量分配；
提取模块604，用于若容量分配后所述电力系统的母线电压越限率大于预设值，则提取所述电力系统中每条越限母线的当前注入无功功率容量；
第二计算模块605，用于基于所述当前注入无功功率容量，计算每条所述越限母线的无功修正功率容量；
补偿模块606，用于对于每条所述越限母线，基于所述无功修正功率容量，对所述静止电容器进行就地补偿，直至所述电力系统的母线电压越限率不大于预设值，得到所述静止电容器的最优投入容量，所述最优投入容量用于所述静止电容器调节所述电力系统的无功功率。
在一些实施例中，所述分配模块603，具体用于：
对所述静止电容器的电压等级进行排序；
以电压等级从高到低，根据所述无功功率容量，对同一电压等级的所有所述静止电容器进行容量平均分配，根据所述无功功率容量中的剩余容量，对下一电压等级的所有所述静止电容器进行容量平均分配，直至所述无功功率容量分配完成，得到每个所述静止电容器的第一无功投入容量。
在一些实施例中，所述装置，还包括：
第二确定模块，用于对容量分配后的所述电力系统进行潮流计算，确定所有母线的电压水平；
判定模块，用于若容量分配后所述电力系统的母线电压越限率不大于所述预设值，则将所述第一无功投入容量作为所述静止电容器的最优投入容量。
在一些实施例中，所述计算模块602，具体用于：
利用预设容量修正函数，根据所述当前注入无功功率容量，计算每条所述越限母线的无功修正功率容量，所述预设容量修正函数为：
Figure BDA0003838797170000141
其中，ΔQ为无功修正功率容量，Q1为当前注入无功功率容量，U1为当前母线电压，U2为补偿后的母线电压。
在一些实施例中，所述补偿模块606，包括：
确定单元，用于基于预设路径搜索算法，确定每个所述静止电容器的作用域，所述作用域包括至少一个所述越限母线，每个所述越限母线至少属于一个作用域；
查询单元，用于以电压等级从低到高，根据所述作用域，查询对所有所述越限母线的电压水平起调节作用的目标静止电容器；
补偿单元，用于根据所述无功修正功率容量，对所述目标静止电容器进行容量补偿，得到所述目标静止电容器的第二投入容量；
判定单元，用于若容量补偿后所述电力系统的母线电压越限率不大于预设值，则判定所述第二投入容量作为所述最优投入容量。
在一些实施例中，所述查询单元，具体用于：
以最低电压等级的越限母线为查询起始点，对每条所述越限母线进行查询，以确定所述越限母线是否在其对应电压等级的第一静止电容器的作用域内；
若所述越限母线在所述第一静止电容器的作用域内，则判定所述第一静止电容器为目标静止电容器；
对下一个所述越限母线进行查询，直至所有所述越限母线查询完成。
在一些实施例中，所述查询单元，具体还用于：
若所述越限母线不在所述第一静止电容器的作用域内，基于预设拓扑连接关系，查询所述目标越限母线的第一父级母线；
确定所述第一父级母线是否在其电压等级对应的第二静止电容器的作用域内；
若所述第一父级母线不在所述第二静止电容器的作用域内，则继续查询所述第一父级母线的第二父级母线，直至所述第二父级母线在其电压等级对应的第三静止电容器的作用域内，则判定所述第三静止电容器为所述目标静止电容器。
上述的电力系统的无功功率优化装置可实施上述方法实施例的电力系统的无功功率优化方法。上述方法实施例中的可选项也适用于本实施例，这里不再详述。本申请实施例的其余内容可参照上述方法实施例的内容，在本实施例中，不再进行赘述。
图7为本申请一实施例提供的计算机设备的结构示意图。如图7所示，该实施例的计算机设备7包括：至少一个处理器70(图7中仅示出一个)处理器、存储器71以及存储在所述存储器71中并可在所述至少一个处理器70上运行的计算机程序72，所述处理器70执行所述计算机程序72时实现上述任意方法实施例中的步骤。
所述计算机设备7可以是智能手机、平板电脑、桌上型计算机和云端服务器等计算设备。该计算机设备可包括但不仅限于处理器70、存储器71。本领域技术人员可以理解，图7仅仅是计算机设备7的举例，并不构成对计算机设备7的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如还可以包括输入输出设备、网络接入设备等。
所称处理器70可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器70还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器71在一些实施例中可以是所述计算机设备7的内部存储单元，例如计算机设备7的硬盘或内存。所述存储器71在另一些实施例中也可以是所述计算机设备7的外部存储设备，例如所述计算机设备7上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器71还可以既包括所述计算机设备7的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器71用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序(BootLoader)、数据以及其他程序等，例如所述计算机程序的程序代码等。所述存储器71还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
另外，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意方法实施例中的步骤。
本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机设备上运行时，使得计算机设备执行时实现上述各个方法实施例中的步骤。
在本申请所提供的几个实施例中，可以理解的是，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意的是，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read－Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述的具体实施例，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限定本申请的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电力系统的无功功率优化方法，其特征在于，包括：
若电力系统的母线电压越限率大于预设值，则基于所述电力系统的潮流计算结果，确定所述电力系统的无功网络损耗；
基于所述无功网络损耗，计算所述电力系统在当前负荷水平下的无功功率容量；
基于所述无功功率容量，对所述电力系统中的静止电容器进行容量分配；
若容量分配后所述电力系统的母线电压越限率大于预设值，则提取所述电力系统中每条越限母线的当前注入无功功率容量；
基于所述当前注入无功功率容量，计算每条所述越限母线的无功修正功率容量；
对于每条所述越限母线，基于所述无功修正功率容量，对所述静止电容器进行就地补偿，直至所述电力系统的母线电压越限率不大于预设值，得到所述静止电容器的最优投入容量，所述最优投入容量用于所述静止电容器调节所述电力系统的无功功率。
2.如权利要求1所述的电力系统的无功功率优化方法，其特征在于，所述基于所述无功功率容量，对所述电力系统中的静止电容器进行容量分配，包括：
对所述静止电容器的电压等级进行排序；
以电压等级从高到低，根据所述无功功率容量，对同一电压等级的所有所述静止电容器进行容量平均分配，根据所述无功功率容量中的剩余容量，对下一电压等级的所有所述静止电容器进行容量平均分配，直至所述无功功率容量分配完成，得到每个所述静止电容器的第一无功投入容量。
3.如权利要求2所述的电力系统的无功功率优化方法，其特征在于，所述基于所述无功功率容量，对所述电力系统中的静止电容器进行容量分配之后，还包括：
对容量分配后的所述电力系统进行潮流计算，确定所有母线的电压水平；
若容量分配后所述电力系统的母线电压越限率不大于所述预设值，则将所述第一无功投入容量作为所述静止电容器的最优投入容量。
4.如权利要求1所述的电力系统的无功功率优化方法，其特征在于，所述基于所述当前注入无功功率容量，计算每条所述越限母线的无功修正功率容量，包括：
利用预设容量修正函数，根据所述当前注入无功功率容量，计算每条所述越限母线的无功修正功率容量，所述预设容量修正函数为：
Figure FDA0003838797160000021
其中，ΔQ为无功修正功率容量，Q1为当前注入无功功率容量，U1为当前母线电压，U2为补偿后的母线电压。
5.如权利要求1所述的电力系统的无功功率优化方法，其特征在于，所述对于每条所述越限母线，基于所述无功修正功率容量，对所述静止电容器进行就地补偿，直至所述电力系统的母线电压越限率不大于预设值，得到所述静止电容器的最优投入容量，包括：
基于预设路径搜索算法，确定每个所述静止电容器的作用域，所述作用域包括至少一个所述越限母线，每个所述越限母线至少属于一个作用域；
以电压等级从低到高，根据所述作用域，查询对所有所述越限母线的电压水平起调节作用的目标静止电容器；
根据所述无功修正功率容量，对所述目标静止电容器进行容量补偿，得到所述目标静止电容器的第二投入容量；
若容量补偿后所述电力系统的母线电压越限率不大于预设值，则判定所述第二投入容量作为所述最优投入容量。
6.如权利要求5所述的电力系统的无功功率优化方法，其特征在于，所述以电压等级从低到高，根据所述作用域，查询对所有所述越限母线的电压水平起调节作用的目标静止电容器，包括：
以最低电压等级的越限母线为查询起始点，对每条所述越限母线进行查询，以确定所述越限母线是否在其对应电压等级的第一静止电容器的作用域内；
若所述越限母线在所述第一静止电容器的作用域内，则判定所述第一静止电容器为目标静止电容器；
对下一个所述越限母线进行查询，直至所有所述越限母线查询完成。
7.如权利要求6所述的电力系统的无功功率优化方法，其特征在于，所述确定所述越限母线是否在其对应电压等级的第一静止电容器的作用域内之后，还包括：
若所述越限母线不在所述第一静止电容器的作用域内，基于预设拓扑连接关系，查询目标越限母线的第一父级母线；
确定所述第一父级母线是否在其电压等级对应的第二静止电容器的作用域内；
若所述第一父级母线不在所述第二静止电容器的作用域内，则继续查询所述第一父级母线的第二父级母线，直至所述第二父级母线在其电压等级对应的第三静止电容器的作用域内，则判定所述第三静止电容器为所述目标静止电容器。
8.一种电力系统的无功功率优化装置，其特征在于，包括：
确定模块，用于若电力系统的母线电压越限率大于预设值，则基于所述电力系统的潮流计算结果，确定所述电力系统的无功网络损耗；
计算模块，用于基于所述无功网络损耗，计算所述电力系统在当前负荷水平下的无功功率容量；
分配模块，用于基于所述无功功率容量，对所述电力系统中的静止电容器进行容量分配；
提取模块，用于若容量分配后所述电力系统的母线电压越限率大于预设值，则提取所述电力系统中每条越限母线的当前注入无功功率容量；
第二计算模块，用于基于所述当前注入无功功率容量，计算每条所述越限母线的无功修正功率容量；
补偿模块，用于对于每条所述越限母线，基于所述无功修正功率容量，对所述静止电容器进行就地补偿，直至所述电力系统的母线电压越限率不大于预设值，得到所述静止电容器的最优投入容量，所述最优投入容量用于所述静止电容器调节所述电力系统的无功功率。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的电力系统的无功功率优化方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的电力系统的无功功率优化方法。
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