一种配电网经济性的无功优化方法及其装置

技术领域

本发明涉及电力系统配电网技术领域，具体为一种配电网经济性的无功优化方法及其装置。

背景技术

配电网是指从输电网或地区发电厂接受电能，通过配电设施就地分配或按电压逐级分配给各类用户的电力网。目前，随用电量的日益增加，电网的稳定、经济运行日益受到重视，电网的电能质量差，不仅影响电力企业本身，同时影响电力系统的安全。电力系统的无功功率优化和无功功率补偿是电力系统安全运行的重要组成部分，对电力系统的合理配置和无功负荷的最佳补偿，不仅可以提高电力系统运行的稳定性，还可以降低网损，使电力系统安全、经济运行。

无功优化就是在系统网络结构和系统负荷给定的情况下，通过调节控制变量是系统在满足各种约束调节下网损达到最小，通过无功优化不仅使全网电源在额定值附近运行，而且能够提高电网经济效益、电能质量。随着分布式能源在配电网中渗透率的逐渐提高，其并网后对配电网的无功优化带来了较大的困难。

传统技术中解决无功优化问题，通常以配电网系统的网损作为优化目标，以无功电压调节设备的动作序列作为控制变量，约束条件主要考虑配电网系统的节点电压约束，调节设备的档位约束，配电网系统无功优化方程约束，以及设备动作次数约束，由于低感知度配电网的线路参数杂散性强，网络结构不易完全掌握，没有精确的无功优化模型，无法支撑无功优化的高级应用，从而导致配电网系统运行的经济性降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种配电网经济性的无功优化方法及其装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种配电网经济性的无功优化方法，其方法包括如下步骤：

S1：根据有载调压变压器、电容器组和分布式电源，建立配电网无功优化算法模型，然后将配电网无功优化算法模型导入无功优化装置；

S2：配电网无功优化装置中的模型获取模块获取配电网无功优化算法模型，并进行存储；

S3：根据配电网控制参数并采用多目标电压优化匹配方法得到配电网无功优化函数，然后确定含分布式电源的配电网无功优化遗传算法；

S4：利用改进的无功优化遗传算法对模型进行求解，并以状态价值为目标，得到配电网的无功优化结果；

S5：根据无功优化结果确定无功电压调节设备的动态优化。

优选的，所述步骤S3中，通过配电网控制参数得到配电网无功优化的目标函数以及目标函数的约束条件，且配电网控制参数为系统网损以及电容器动作损失。

优选的，所述步骤S4中，采用深度强化学习算法得到无功电压调节设备的最优配置信息，且最优配置信息与无功电压调节设备的最优状态价值对应。

优选的，所述步骤S5中，无功电压调节设备的动态优化包括开关调节频次、电容组投切次数限制和分布式电源点。

一种配电网经济性的无功优化装置，包括优化装置本体，所述优化装置本体的正面铰接有防护门，所述防护门的内部固定安装有电路板，所述电路板的顶部分别设置有核心处理器、模型获取模块、优化计算模块、存储模块和状态指示模块，所述核心处理器的输出端与模型获取模块的输入端电性连接，所述模型获取模块的输出端与优化计算模块的输入端电性连接，所述存储模块的输入端与核心处理器的输出端电性连接，所述状态指示模块的输入端与优化计算模块的输出端电性连接，所述防护门的正面分别设置有显示器和指示灯，且指示灯位于显示器的底部，所述优化装置本体的表面开设有通风槽，所述防护门的正面设置有警示标识。

优选的，所述电路板包括操作系统、网络接口和指令输入模块，所述操作系统为PLC控制系统，所述网络接口采用光电隔离，所述指令输入模块的输入端设置有控制按键。

优选的，所述优化装置本体的输入接口通过信号线分别连接有分布式电源、有载调压器和电容器组，且分布式电源、有载调压器和电容器组与配线网线路之间电性连接。

优选的，所述存储模块采用动态RAM存储器，且存储模块定期进行刷新操作的时间为2ms。

优选的，所述显示器采用LCD显示屏，且显示器呈对称设置，所述指示灯的数量为若干个，且指示灯采用发光二极管制成。

优选的，所述通风槽的数量为若干个，且通风槽呈均匀排列，所述警示标识的表面涂设有荧光涂料。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明通过提出配电网经济性的无功优化方法及其装置，具有可以得到电力系统的合理配置以及无功负荷的最佳补偿，不仅可以提高电力系统运行的稳定性，还可以降低网损，使电力系统安全、经济运行的优点，解决了目前电网的稳定性以及电网的电能质量较差，严重影响了电力系统的安全，从而导致配电网系统运行经济性降低的问题，进而能够提高电网经济效益和电能质量，提升配电网系统运行的经济性。

附图说明

图1为本发明无功优化方法流程图；

图2为本发明系统原理图；

图3为本发明核心处理器系统框图；

图4为本发明结构立体示意图；

图5为本发明局部结构立体示意图。

图中：1、优化装置本体；2、防护门；3、电路板；4、核心处理器；5、模型获取模块；6、优化计算模块；7、存储模块；8、状态指示模块；9、显示器；10、指示灯；11、通风槽；12、警示标识。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，一种配电网经济性的无功优化方法，其方法包括如下步骤：

S1：根据有载调压变压器、电容器组和分布式电源，建立配电网无功优化算法模型，然后将配电网无功优化算法模型导入无功优化装置；

S2：配电网无功优化装置中的模型获取模块获取配电网无功优化算法模型，并进行存储；

S3：根据配电网控制参数并采用多目标电压优化匹配方法得到配电网无功优化函数，然后确定含分布式电源的配电网无功优化遗传算法，通过配电网控制参数得到配电网无功优化的目标函数以及目标函数的约束条件，且配电网控制参数为系统网损以及电容器动作损失，从而能够得到精确的配电网无功优化遗传算法，提升配电网无功计算的准确性；

S4：利用改进的无功优化遗传算法对模型进行求解，并以状态价值为目标，得到配电网的无功优化结果，采用深度强化学习算法得到无功电压调节设备的最优配置信息，且最优配置信息与无功电压调节设备的最优状态价值对应，可以得到电力系统的合理配置以及无功负荷的最佳补偿，不仅可以提高电力系统运行的稳定性，还可以降低网损，使电力系统安全、经济运行；

S5：根据无功优化结果确定无功电压调节设备的动态优化，无功电压调节设备的动态优化包括开关调节频次、电容组投切次数限制和分布式电源点，可以使无功电压调节设备在额定值附近运行，进而能够提高电网经济效益和电能质量。

一种配电网经济性的无功优化装置，包括优化装置本体1，优化装置本体1的正面铰接有防护门2，防护门2的内部固定安装有电路板3，电路板3的顶部分别设置有核心处理器4、模型获取模块5、优化计算模块6、存储模块7和状态指示模块8，核心处理器4的输出端与模型获取模块5的输入端电性连接，模型获取模块5的输出端与优化计算模块6的输入端电性连接，存储模块7的输入端与核心处理器4的输出端电性连接，状态指示模块8的输入端与优化计算模块6的输出端电性连接，防护门2的正面分别设置有显示器9和指示灯10，且指示灯10位于显示器9的底部，优化装置本体1的表面开设有通风槽11，防护门2的正面设置有警示标识12。

本实施例中，电路板3包括操作系统、网络接口和指令输入模块，操作系统为PLC控制系统，网络接口采用光电隔离，指令输入模块的输入端设置有控制按键，通过操作系统、网络接口和指令输入模块的设置，便于对优化装置进行控制调节，且能够实现优化装置内部电路与外部电路的电气隔离，减小了电磁干扰。

本实施例中，优化装置本体1的输入接口通过信号线分别连接有分布式电源、有载调压器和电容器组，且分布式电源、有载调压器和电容器组与配线网线路之间电性连接，通过分布式电源、有载调压器和电容器组的设置，可以进行无功电压调节，使全网电源在额定值附近运行，进而能够提高电网经济效益、电能质量。

本实施例中，存储模块7采用动态RAM存储器，且存储模块7定期进行刷新操作的时间为2ms，通过存储模块7的设置，便于对数据信息进行保存，使内部数据与外部数据隔离，进而能够防止保存的信息丢失。

本实施例中，显示器9采用LCD显示屏，且显示器9呈对称设置，指示灯10的数量为若干个，且指示灯10采用发光二极管制成，通过显示器9和指示灯10的设置，便于查看配电网的电压参数，有利于分配无功电源的投入与退出，从而能够有效保证电压质量。

本实施例中，通风槽11的数量为若干个，且通风槽11呈均匀排列，警示标识12的表面涂设有荧光涂料，通过通风槽11和警示标识12的设置，可以增加配电网优化装置的散热效果，且能够起到警示的作用，避免安全事故发生。

本发明通过提出配电网经济性的无功优化方法及其装置，具有可以得到电力系统的合理配置以及无功负荷的最佳补偿，不仅可以提高电力系统运行的稳定性，还可以降低网损，使电力系统安全、经济运行的优点，解决了目前电网的稳定性以及电网的电能质量较差，严重影响了电力系统的安全，从而导致配电网系统运行经济性降低的问题，进而能够提高电网经济效益和电能质量，提升配电网系统运行的经济性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。