一种变电站无功优化配置方法及系统

本发明属于变电站，尤其涉及一种变电站无功优化配置方法及系统。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、电力电容器是变电站重要的无功补偿设备，合理的无功配置对电力系统的优质运行起着至关重要的作用。

3、当前对变电站无功补偿容量研究较多，但是，在对电容器进行分组配置时往往较为粗放。以110kv变电站为例，通常做法是确定总补偿容量后，将电容器分成2～4组，进行等容配置。该方法简单便捷，投资成本低，但是，当设备投入运行后，容易因电容器无功调节能力低引起变电站无功差额大，造成系统电压不满足要求，有功损耗大。

4、为增强补偿设备无功调节能力，一种解决办法是将电容器进行不等容分组配置。但是，不等容分组电容器运行时，存在设备频繁投切的问题，容易造成设备损坏。因此，在实际进行变电站无功配置时，往往采用电容器进行等容分组配置。但是，随着新型电力系统的建设加快，光伏、风电等新能源近些年得到了快速发展，电动汽车等新型用能设备开始广泛接入，导致用电需求峰谷差不断扩大，电力系统灵活调节能力建设需求明显增加，变电站常规无功配置方式的优化改进势在必行，电容器不等容分组或是其中一种解决方式。但是，如上所述，相较于常规电容器等容分组方式，不等容分组配置方法存在运行时补偿装置频繁投切、设备容易损坏的问题。

技术实现思路

1、为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种变电站无功优化配置方法及系统，模拟电容器在典型日负荷曲线上的运行过程，得到有功损耗、电容器动作次数、节点电压合格率等电容器运行调节成本，采用遗传算法进行求解，得到变电站无功配置方案，直观反映电容器的运行效果，兼顾了负荷的波动性和时序性，能够解决电容器不等容分组无功调节能力和设备频繁投切之间的矛盾问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明的第一个方面提供一种变电站无功优化配置方法，其包括：

4、获取典型日负荷曲线；

5、初始化种群，种群中的每个个体编码一种电容器组配置方案；

6、采用遗传算法对所述种群进行优化，得到最优个体，在优化过程中，模拟种群各个个体所对应电容器组配置方案在所述典型日负荷曲线上投切，得到各目标函数值后，通过熵权法得到各个个体的适应度；

7、将所述最优个体解码为最优电容器组配置方案，进行变电站无功优化配置；

8、其中，目标函数包括有功损耗、电容器动作次数和电压合格率；通过模拟电容器组配置方案在典型日负荷曲线上投切，得到典型日负荷曲线下各时刻的补偿容量和所述电容器动作次数；基于各时刻的补偿容量，结合主变压器低压侧负荷，通过牛顿拉夫逊法潮流计算，得到所述有功网损和电压合格率。

9、进一步地，所述目标函数还包括电容器规划投资成本，所述电容器规划投资成本为电容器组数和电容器容量加权和。

10、进一步地，所述个体的适应度为：

11、

12、其中，b表示目标函数的个数，fj表示归一化后某个个体的第j个目标函数值，xij表示归一化后第i个个体的第j个目标函数值，a表示种群中个体的个数。

13、进一步地，所述在典型日负荷曲线上投切的步骤包括：

14、按照从小到大的顺序排列电容器单组容量及其形成的档位；

15、典型日负荷曲线上初始时刻电容器档位默认为满足变电站低压侧功率因数大于设定值且电压合格的最小档位；

16、每隔一段时间，监测变电站低压侧功率因数，若不满足要求，则逐级投入或退出临近档位的电容器组，直至功率因数或电压满足要求。

17、本发明的第二个方面提供一种变电站无功优化配置系统，其包括：

18、数据获取模块，其被配置为：获取典型日负荷曲线；

19、初始化模块，其被配置为：初始化种群，种群中的每个个体编码一种电容器组配置方案；

20、优化模块，其被配置为：采用遗传算法对所述种群进行优化，得到最优个体，在优化过程中，模拟种群各个个体所对应电容器组配置方案在所述典型日负荷曲线上投切，得到各目标函数值后，通过熵权法得到各个个体的适应度；

21、配置模块，其被配置为：将所述最优个体解码为最优电容器组配置方案，进行变电站无功优化配置；

22、其中，目标函数包括有功损耗、电容器动作次数和电压合格率；通过模拟电容器组配置方案在典型日负荷曲线上投切，得到典型日负荷曲线下各时刻的补偿容量和所述电容器动作次数；基于各时刻的补偿容量，结合主变压器低压侧负荷，通过牛顿拉夫逊法潮流计算，得到所述有功网损和电压合格率。

23、进一步地，所述目标函数还包括电容器规划投资成本，所述电容器规划投资成本为电容器组数和电容器容量加权和。

24、进一步地，所述个体的适应度为：

25、

26、其中，b表示目标函数的个数，fj表示归一化后某个个体的第j个目标函数值，xij表示归一化后第i个个体的第j个目标函数值，a表示种群中个体的个数。

27、进一步地，所述在典型日负荷曲线上投切的步骤包括：

28、按照从小到大的顺序排列电容器单组容量及其形成的档位；

29、典型日负荷曲线上初始时刻电容器档位默认为满足变电站低压侧功率因数大于设定值且电压合格的最小档位；

30、每隔一段时间，监测变电站低压侧功率因数，若不满足要求，则逐级投入或退出临近档位的电容器组，直至功率因数或电压满足要求。

31、本发明的第三个方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述所述的一种变电站无功优化配置方法中的步骤。

32、本发明的第四个方面提供一种计算机设备，包括计算机可读存储介质、处理器及存储在计算机可读存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的一种变电站无功优化配置方法中的步骤。

33、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

34、本发明模拟电容器在典型日负荷曲线上的运行过程，得到有功损耗、电容器动作次数、节点电压合格率等电容器运行调节成本，采用遗传算法进行求解，得到变电站无功配置方案，直观反映电容器的运行效果，兼顾了负荷的波动性和时序性，能够解决电容器不等容分组无功调节能力和设备频繁投切之间的矛盾问题。

35、本发明以功率因数、电压、投切间隔等为约束，模拟电容器在典型日负荷曲线上的运行过程，更加符合工程实际。

1.一种变电站无功优化配置方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种变电站无功优化配置方法，其特征在于，所述目标函数还包括电容器规划投资成本，所述电容器规划投资成本为电容器组数和电容器容量加权和。

3.如权利要求1所述的一种变电站无功优化配置方法，其特征在于，所述个体的适应度为：

4.如权利要求1所述的一种变电站无功优化配置方法，其特征在于，所述在典型日负荷曲线上投切的步骤包括：

5.一种变电站无功优化配置系统，其特征在于，包括：

6.如权利要求5所述的一种变电站无功优化配置系统，其特征在于，所述目标函数还包括电容器规划投资成本，所述电容器规划投资成本为电容器组数和电容器容量加权和。

7.如权利要求5所述的一种变电站无功优化配置系统，其特征在于，所述个体的适应度为：

8.如权利要求5所述的一种变电站无功优化配置系统，其特征在于，所述在典型日负荷曲线上投切的步骤包括：

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一项所述的一种变电站无功优化配置方法中的步骤。

10.一种计算机设备，包括计算机可读存储介质、处理器及存储在计算机可读存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-4中任一项所述的一种变电站无功优化配置方法中的步骤。