基于无功-有功网损分区集合域的电压协调控制方法与流程

技术特征：
1.一种基于无功-有功网损分区集合域的电压协调控制方法，其特征在于：其步骤是：s1、无功功率-电压、有功网损-电压灵敏度的求取设节点总数为n，其中包含可以提供无功功率的无功节点集合{g}与负荷节点{l}，系统包含以上节点的控制模型为：式中h、n、j、l分别为控制矩阵中的元素，δq
g
为无功节点无功功率变化量，δq
l
为负荷节点无功功率变化量，δu
g
为无功节点电压幅值变化量，δu
l
为负荷节点电压变化量；若节点既为无功节点，又为负荷节点，则式(1)为：[δq
g
]＝[h
gg l
ll
][δu
l
]
ꢀꢀꢀꢀ
(2)假定负荷节点的注入无功功率不变，即：δq
l
＝0，由式(1)消去无功节点电压变化量δu
g
，得负荷i节点单位电压幅值与无功j节点无功变化量之间的灵敏度表达式为：节点电压幅值变化量表示为：δu＝s
qu,ij
δq
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)在节点数为n的网络中，系统有功网损-电压关系表示为：利用微分表示全网有功网损对无功功率的灵敏度，改写成矩阵形式：系统网损对节点功率变化的灵敏度表达式为：由于无功功率改变直接影响电压改变，满足式(8)-(9)：(9)：根据式(7)、(9)得有功网损-电压灵敏度表达式为：s2、基于灵敏度的权重
无功-电压灵敏度进行权重，得：w＝s
qu,ij
·
q
i,j
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(11)其中：式中：s
qu,ij
为i节点与j节点之间的无功-电压灵敏度；q
i,j,1
表示从首端输入线路的无功功率，q
i,j,2
表示末端流出线路的无功功率，s
qu,ij
越小代表无功节点对负荷节点的电压影响越小，q
i,j
越小代表i节点与j节点之间传输的无功功率越小，二者具有相同权；采用阻抗电气矩阵，矩阵中元素d
ij
表达为：d
ij
＝z
ii
z
jj-z
ij-z
ji
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(13)电气距离矩阵由节点阻抗矩阵简化求得：则有功网损-电压灵敏度权重表达式为：w
ij
＝s
plossu,ij
·
d
ij
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(15)式中，s
ij
为有功网损-电压灵敏度，d
ij
为节点i与节点j之间的电气距离，其为电气距离矩阵中的元素，s
ij
越小代表有功网损与线路ij之间的联系越小，d
ij
越小代表节点i与节点j之间的电气距离越小，二者具有相同权；s3、建立模块度函数模型模块度函数公式定义如下：其中：a
ij
是i节点与j节点之间的连接线，若i节点与j节点有连接，则a
ij
＝1，否则a
ij
＝0，根据a
ij
的特点可知无相图的连接矩阵是沿主对角线的对称阵，即a
ij
＝a
ji
，如果节点i与节点j处于同一个分区，则δ函数为1，否则δ(i,j)＝0；m表示网络中所有权重之和：对模块度函数进行改进，改进后的模块度函数如下：其中，a
ij
为权重灵敏度数值，即a
ij
＝w
ij
，则k
i
表示与节点i相连的所有权重之和，即：利用权重指标计算出模块度函数，表征出不同节点之间的权重耦合程度，并把耦合程
度不同的节点进行分区；s4、建立无功支撑能力指标无功支撑能力指标表示为：其中q
i
为分区内总无功补偿能力，既分区内所有无功补偿装置的最大无功输出能力之和，q
q
为分区内的无功负荷，考虑到分区内的最大负荷以及潮流，当k≥15％～20％时可以认为分区内无功充足，则分区是合适的，当k<15％时，认为分区内无功不充足；s5、对于含有n个节点的电力系统网络，利用改进的模块度函数模型进行分区步骤如下：(1)初始化电力系统各节点，以每个节点作为单独的子分区，计算改进的模块度函数；(2)对节点i，从其相连的节点中随机选择节点j计算改进的模块度，选择计算值最大的组成新的分区，并更新改进的模块度；(3)对于新的分区，重复步骤2，直至遍历电力系统中的所有节点；(4)当没有新的分区进行划分或者改进的模块度计算值达到最大时，停止分区；(5)由上述步骤，分别划出无功-电压灵敏度分区与有功网损-电压灵敏度分区；s6、分区电压控制策略集合域内满足越限电压达标的最小无功调整量表示为：其中，式中u
i max
、u
i min
分别为节点电压的上下限，u
i
为i节点电压，s
i,i
为i节点处的自无功-电压灵敏度。

技术总结
一种基于无功-有功网损分区集合域的电压协调控制方法，属于电力系统分析、运行与控制技术领域。本发明的目的是根据模块度函数模型，对系统进行无功功率-电压灵敏度权重分区和有功网损-电压灵敏度权重分区，提出集合域的概念，再利用提出的无功支撑能力指标进行集合域分区合理性判断的基于无功-有功网损分区集合域的电压协调控制方法。本发明步骤是：无功功率-电压、有功网损-电压灵敏度的求取，基于灵敏度的权重，建立模块度函数模型，建立无功支撑能力指标，对于含有N个节点的电力系统网络，利用改进的模块度函数模型进行分区。本发明提出的集合域无功支撑能力指标，保证了分区内可调节无功补偿装置对负荷节点电压的调控能力，快速判断分区合理性。快速判断分区合理性。


技术研发人员：李赫 谭为先 曹志刚 李继东 丁仁杰 葛津铭 王振浩
受保护的技术使用者：东北电力大学 吉林市瑞来科技发展有限公司 国家电网有限公司
技术研发日：2021.12.09
技术公布日：2022/3/22