一種無功配置組合控制系統的製作方法
2023-12-09 06:50:46
專利名稱：一種無功配置組合控制系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及電力系統控制技術領域，尤其涉及一種無功配置組合優化的控制技術。
背景技術：
目前，電力系統無功配置優化可以分為兩類，一類是數學規劃類的數值優化方法， 另一類是人工智慧類的啟發式優化方法，由於數值優化方法具有收斂速度快的優點，但是存在數值的不穩定性、對函數不等式約束處理不方便、對初值敏感、容易收斂到局部最優點等缺陷；另一方面，啟發式優化方法具有全局收斂能力，搜索能力強，本身對控制變量(及優化變量)沒有連續性的要求，因此可以有效地處理無功配置優化中的多變量、非線性、多約束、大量離散變量問題，而且可以以概率收斂到全局最優解，但是此類方法計算速度較慢。 因此兩類優化方法均具有自身的優點和缺陷，單獨地使用這兩類方法，並不能很好的滿足大規模多約束電力系統的無功優化問題。
發明內容
本發明要解決的技術問題提供一種無功配置組合控制系統，以解決常規單獨使用數值優化法和啟發式優化法不能滿足大規模多約束電力系統的無功優化等問題。本發明技術方案
一種無功配置組合控制系統，它包括
數據採集單元，採集基礎數據信息，與初始潮流計算單元電連接； 初始潮流計算單元，根據基礎數據信息進行初始潮流計算與潮流計算結果判斷單元電連接；
潮流計算結果判斷單元，判斷初始潮流計算單元的計算結果，與數值優化計算單元電
連接；
數值優化計算單元，根據基礎數據信息，進行優化計算，將計算結果送至數值優化結果判斷單元，與數值優化結果判斷單元電連接；
數值優化結果判斷單元，判斷數值優化計算單元的計算結果，與第一優化結果輸出單元和啟發式優化計算單元電連接；
第一優化結果輸出單元，輸出數值優化計算單元的優化結果； 啟發式優化計算單元，根據基礎數據信息，進行啟發式優化計算，並將優化結果送至第二優化結果輸出單元，與第二優化結果輸出單元電連接；
第二優化結果輸出單元，輸出啟發式優化計算單元的優化結果。數值優化計算單元採用內點法進行優化計算。啟發式優化計算單元採用浮點數遺傳算法進行優化計算。本發明的有益效果
本發明將數值優化計算和啟發式優化計算結合在一起，基礎數據經過常規初始潮流計算後，如果收斂則將基礎數據送至數值優化計算單元進行優化計算，如果結果收斂則直接輸出優化結果，如果結果不收斂，則將基礎數據送至啟發式優化計算單元進行優化計算，並輸出優化結果，本發明利用數值優化計算的處理速度快特點，將能夠利用數值優化計算實現收斂的都利用數值優化處理，利用數值優化不能優化的，才利用啟發式優化進行計算，雖然計算速度慢，但是可以對無功配置優化中的多變量、非線性、多約束、大量離散變量等問題進行處理，而且可以以概率收斂到全局最優解，本發明利用數值優化計算和啟發式優化算法的長處，避免各自的缺點，從而解決了常規單獨使用數值優化法和啟發式優化法不能滿足大規模多約束電力系統的無功優化等問題。
圖1為本發明功能模塊框圖。
具體實施例方式
本發明利用數據採集單元，採集基礎數據信息，通過監控系統(SCADA)採集電力系統的基礎數據信息，包括輸電線路參數、變壓器參數、無功補償、母線電壓、負荷、潮流等數據， 與初始潮流計算單元通過數據讀取函數建立數據連接；
初始潮流計算單元，根據基礎數據信息進行初始潮流計算與潮流計算結果判斷單元通過數據讀取函數建立數據連接；
潮流計算結果判斷單元，判斷初始潮流計算單元的計算結果是否收斂，不收斂則重新進行初始潮流計算，收斂則進行數值優化，與數值優化計算單元通過數據讀取函數建立數據連接，初始潮流計算收斂標準為有功功率和無功功率的最大不平衡量均不大於10_7 ；
數值優化計算單元，根據基礎數據信息，進行優化計算，將計算結果送至數值優化結果判斷單元，與數值優化結果判斷單元通過數據讀取函數建立數據連接；
數值優化結果判斷單元，根據數值優化計算單元的計算結果判斷結果是否收斂，收斂則輸出優化結果，否則進行啟發式優化計算，與第一優化結果輸出單元和啟發式優化計算單元通過數據讀取函數建立數據連接；
第一優化結果輸出單元，根據數值優化計算單元的計算結果如果判斷結果收斂，則輸出優化結果；
啟發式優化計算單元，根據數值優化結果判斷單元的判斷結果，如果不收斂，則進行啟發式優化計算，並將優化結果送至第二優化結果輸出單元與第二優化結果輸出單元通過數據讀取函數建立數據；
第二優化結果輸出單元，輸出啟發式優化計算的優化結果。數值優化計算單元採用內點法進行優化計算，
啟發式優化計算單元採用浮點數遺傳算法進行優化計算。對於電力系統無功配置優化，可以用如下的非線性優化問題描述
min f{x) s.L h( χ) = 0
Smm ^ ^ Ems,
其中，f(x)為電力系統綜合損耗，h(x)為電力系統潮流方程，g(x)為電力系統的不等式約束，如發電機無功出力限制、電容器無功出力限制、電抗器無功出力限制、有載調壓變壓器抽頭限制等。
對於以上無功配置優化問題，採用如下方法進行求解。1、內點法
在內點法中引入了路徑跟蹤，在初始點的確定、迭代步長選取上做了如下考慮。對於初始點的確定，各待優化變量的初值只要在各自的取值範圍之內即可啟動；而對於迭代步長，則按照不同物理量分類進行選取，如發電機無功出力、電容器無功出力、電抗器無功出力、有載調壓變壓器抽頭等物理量。此外，在計算收斂之後，需要按照各物理量的取值範圍對優化結果進行離散化處理。2、浮點數遺傳算法
浮點數遺傳算法是直接使用待優化參數本身進行運算，即將所有待求參數按一定的順序排成一行作為染色體編碼。對上述例子，染色體可以表示為
權利要求
1.一種無功配置組合控制系統，它包括數據採集單元，採集基礎數據信息，與初始潮流計算單元電連接；初始潮流計算單元，根據基礎數據信息進行初始潮流計算與潮流計算結果判斷單元電連接；潮流計算結果判斷單元，判斷初始潮流計算單元的計算結果，與數值優化計算單元電連接；數值優化計算單元，根據基礎數據信息，進行優化計算，將計算結果送至數值優化結果判斷單元，與數值優化結果判斷單元電連接；數值優化結果判斷單元，判斷數值優化計算單元的計算結果，與第一優化結果輸出單元和啟發式優化計算單元電連接；第一優化結果輸出單元，輸出數值優化計算單元的優化結果；啟發式優化計算單元，根據基礎數據信息，進行啟發式優化計算，並將優化結果送至第二優化結果輸出單元，與第二優化結果輸出單元電連接；第二優化結果輸出單元，輸出啟發式優化計算單元的優化結果。
2.根據權利要求1所述的一種無功配置組合控制系統，其特徵在於數值優化計算單元採用內點法進行優化計算。
3.根據權利要求1所述的一種無功配置組合控制系統，其特徵在於啟發式優化計算單元採用浮點數遺傳算法進行優化計算。
全文摘要
本發明公開了一種無功配置組合控制系統，它包括數據採集單元，與初始潮流計算單元電連接，初始潮流計算單元與潮流計算結果判斷單元電連接，潮流計算結果判斷單元與數值優化計算單元電連接，數值優化計算單元與數值優化結果判斷單元電連接，數值優化結果判斷單元，與第一優化結果輸出單元和啟發式優化計算單元電連接，啟發式優化計算單元，與第二優化結果輸出單元電連接；解決了常規單獨使用數值優化法和啟發式優化法不能滿足大規模多約束電力系統的無功優化等問題。
文檔編號H02J3/18GK102570479SQ20121001734
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月19日 優先權日2012年1月19日
發明者何向剛, 劉志宏, 張裕, 張靖, 李慶生, 李雪凌, 高華 申請人:貴州電網公司電網規劃研究中心