【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電力系統，特別是涉及一種用于無功設備配置的配電網分區方法
技術介紹
1、隨著社會經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高，電網負荷的快速增長和規模的不斷擴大，對電力系統的穩定性、可靠性和經濟性提出了更高的要求。電網作為電力傳輸和分配的重要基礎設施，其優化管理是確保電力系統高效運行的關鍵，而電網分區優化是電力系統規劃和運行中的一項重要工作。
2、傳統電網分區方法存在靜態性、缺乏靈活性和自動化的弊端，難以適應負荷動態變化和新能源接入，導致電壓穩定性和無功功率管理不足，計算復雜且依賴經驗判斷，限制了電網的高效運行和擴展。因此，需要探索更智能、靈活的分區方法，以提高電力系統的運行效率和穩定性，滿足不斷變化的需求和挑戰。
技術實現思路
1、為了解決上述問題，本專利技術提出了一種用于無功設備配置的配電網分區方法，能夠快速且有效的解決上述問題。
2、為達到上述目的，本專利技術采用的技術方案是：一種用于無功設備配置的配電網分區方法，包括步驟：
3、s10：讀取電網數據，得到節點和支路信息形成節點導納矩陣；
4、s20：利用牛頓—拉夫遜法將潮流方程線性化得到雅克比矩陣；
5、s30：通過雅克比矩陣得到靈敏度矩陣計算出各節點之間的電氣距離并建立分區優化模型；
6、s40：將電氣距離由改進的ap聚類算法進行網絡節點的聚類分析對pq節點進行初步分區；
7、s50：計算孤立節點和pv節點相鄰的節點之間的電氣距離，
8、s60：判斷分區是否滿足無功平衡、約束條件且網損的減少，若滿足則分區結束，反之調節區域臨界點繼續優化。
9、進一步的是：取電網數據，得到相應的支路和節點信息形成節點導納矩陣，利用牛頓—拉夫遜法將潮流方程線性化得到雅克比矩陣。包括：
10、將n節點的潮流方程轉換為極坐標形式為：
11、
12、上式中，i∈[1,n],pi和qi分別為節點注入的有功和無功功率；vi為節點i的電壓幅值；θij為節點i和節點j之間的相角差；gij和bij分別為節點導納矩陣的實部和虛部；j∈i表示節點j與節點i相連接。
13、進一步的是，對式(1)進行轉換得：
14、
15、上式中，δpi和δqi分別為節點i注入有功功率和無功功率的變化量；pgi和qgi分別為發電機節點i的有功和無功功率，pli和qli分別為負荷節點i的有功和無功功率。
16、進一步的是，對式(2)進行轉換得：
17、
18、上式中，δp和δq為節點注入有功和無功功率的變化量；δθ和δv為節點電壓相角和幅值的變化量。j中就是牛頓拉夫遜法求解潮流時所用的雅克比矩陣。
19、進一步的是，令式(3)中有功功率的變化量δp＝0，消去式(3)中的δθ，得到δq和δv的關系式。
20、
21、上式中，mvq即為通過雅克比矩陣求出的靈敏度矩陣；jpθ、jpv、jqθ、jqv即為雅克比矩陣的子模塊。
22、進一步的是，由式(2)中無功功率的方程，直接對δq關于δv求導。
23、
24、mqv＝(mvq)-1??????????????????(7)
25、上式中，mqv為節點j電壓幅值變化量δvj對節點i無功功率變化量δqi的靈敏度矩陣。
26、進一步的是，考慮到電氣距離矩陣中兩節點之間電氣距離具有對稱性，則定義節點i和節點j之間電氣距離為：
27、
28、進一步的是，建立分區優化模型。包括約束條件和目標函數。
29、uimin＜ui＜uimax???????????????(9)
30、ii＜iimax
31、(10)
32、
33、進一步的是，式(9)是節點電壓約束；式(10)是支路電流約束；式(11)是以網損為優化的目標函數。
34、進一步的是，式(9)中，ui，uimin，uimax分別為節點i的實際電壓、電壓的下限和上限；式(10)中ii為第i條線路的實際電流；iimax為第i條線路允許最大電流；式(11)中，k為支路數，v為節點電壓，θ為相角；gij、θij分別為節點i與節點j之間的電導和相位差。
35、進一步的是，改進ap聚類算法，引入偏向參數調節收斂系，可以有效的隨算法進行動態調整，能夠加速算法的收斂過程，保證算法的收斂。
36、進一步的是，偏向參數定義如下：
37、
38、進一步的是，更新responsibility和availability的公式如下：
39、
40、上式中，rnew(i,k)表示吸引度，用來描述點k適合作為數據點i的聚類中心程度，anew(i,k)表示歸屬度，用來描述點i選擇點k作為其聚類中心的適合程度。ρ代表偏向參數，λ代表阻尼因子。
41、進一步的是，改進ap聚類算法，引入自適應優化方法，對偏向參數和阻尼因子進行自適應優化，能夠自動化參數的的選擇，增加了聚類算法的靈活性與適應性，提高優化效率。
42、進一步的是，其具體過程為：偏向參數ρ自適應：先將偏向參數ρ取原來的一半，通過迭代收斂得到聚類數目γ1,將偏向參數按步長l逐步縮小，得到所有的γ1,2,3,...l的聚類數目，
43、進一步的是，步長公式如下：
44、
45、上式中，n為數據點總和，為樣本所增加的數量，nυ為數據點變更的數量。
46、進一步的是，利用戴維森堡丁指數(dbi)來確定最優聚類的數目。
47、進一步的是，阻尼因子λ自適應：rnew(i,k)和anew(i,k)每更新一次就使用震蕩度oi來檢測算法是否震蕩。
48、進一步的是，震蕩度oi的公式為：
49、
50、上式中，δ為迭代聚類的數目大于零的次數，t為迭代次數。
51、進一步的是，震蕩度越大，表明震蕩越劇烈，反之，震蕩越小，若發生震蕩則以0.1*oi的步長增大阻尼因子λ的值。
52、進一步的是，判斷是否存在孤立節點，若存在歸并孤立節點。當通過改進ap聚類將pq節點進行初步分區之后，首先判斷是否存在孤立節點，即不包含pv節點的單個節點，若存在孤立節點則計算與孤立節點連接的分區節點之間的電氣距離，電氣距離表示節點之間的耦合強度，將孤立節點歸并到耦合強度最強的分區內。
53、進一步的是，對于只與一個pq節點相連接的pv節點，則將此pv節點直接歸并到該pq節點所在的分區內。
54、進一步的是，若有多個pq節點與pv節點相連接，則計算此pv節點與各個pq節點的電氣距離，將其歸并到與之電氣耦合性最強的pq節點所在的分區內。
55、進一步的是，判斷是否滿足所有的條件本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于無功設備配置的配電網分區方法，其特征在于，包括步驟：
2.根據權利1所述的一種用于無功設備配置的配電網分區方法，其特征在于，讀取電網數據，得到相應的支路和節點信息形成節點導納矩陣，利用牛頓—拉夫遜法將潮流方程線性化得到雅克比矩陣。包括：
3.根據權利1所述的一種用于無功設備配置的配電網分區方法，其特征在于，通過雅克比矩陣得到靈敏度矩陣計算出各節點之間的電氣距離。包括：
4.根據權利1所述的一種用于無功設備配置的配電網分區方法，其特征在于，建立分區優化模型。包括：
5.根據權利1所述的一種用于無功設備配置的配電網分區方法，其特征在于，改進AP聚類算法，包括：
6.根據權利1所述的一種用于無功設備配置的配電網分區方法，其特征在于，歸并孤立節點和PV節點，包括：
7.根據權利1所述的一種用于無功設備配置的配電網分區方法，其特征在于，判斷是否滿足條件，否則調節區域臨界點繼續優化，包括：
【技術特征摘要】
1.一種用于無功設備配置的配電網分區方法，其特征在于，包括步驟：
2.根據權利1所述的一種用于無功設備配置的配電網分區方法，其特征在于，讀取電網數據，得到相應的支路和節點信息形成節點導納矩陣，利用牛頓—拉夫遜法將潮流方程線性化得到雅克比矩陣。包括：
3.根據權利1所述的一種用于無功設備配置的配電網分區方法，其特征在于，通過雅克比矩陣得到靈敏度矩陣計算出各節點之間的電氣距離。包括：
4.根據權利1所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：蔡昌春，王全凱，吳敏，程興榮，史朋飛，范新南，
申請(專利權)人：河海大學，
類型：發明
國別省市：
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