本發(fā)明涉及配電網(wǎng)控制或其他相關(guān)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種配電網(wǎng)的無功電壓補(bǔ)償狀態(tài)評估方法及裝置、電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、隨著以風(fēng)能、太陽能為代表的可再生能源發(fā)電方式在全球范圍內(nèi)的大規(guī)模普及，電力系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境正經(jīng)歷著根本性的變化。與傳統(tǒng)的化石燃料發(fā)電相比，新能源發(fā)電的顯著特點(diǎn)是其輸出功率受天氣、光照等自然因素的影響較大，表現(xiàn)出較高的間歇性和不確定性，同時，大量新能源場站的接入改變了電網(wǎng)中各支路潮流的單向流動特點(diǎn)，從而改變了電網(wǎng)的電壓分布，且分布式新能源的出力具有較強(qiáng)的隨機(jī)性，會導(dǎo)致并網(wǎng)點(diǎn)電壓波動，容易造成電壓越限等問題，另外現(xiàn)有電網(wǎng)調(diào)壓的方法對分布式新能源場站的無功調(diào)節(jié)資源利用不夠充分，分布式電源出力的波動性易引發(fā)常規(guī)廠站無功設(shè)備頻繁動作、反復(fù)調(diào)節(jié)等問題，影響電網(wǎng)及設(shè)備的安全運(yùn)行，所以需要進(jìn)一步加強(qiáng)多種無功調(diào)節(jié)資源的協(xié)調(diào)控制，完善電網(wǎng)分層分布式的無功電壓控制模式，提高新能源并網(wǎng)后電網(wǎng)的電壓質(zhì)量。

2、無功優(yōu)化調(diào)節(jié)技術(shù)是以無功補(bǔ)償容量和變壓器可調(diào)分接頭作為控制變量，以負(fù)荷節(jié)點(diǎn)電壓和線路輸送無功功率作為狀態(tài)變量，應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)方法，在滿足電力系統(tǒng)無功負(fù)荷的要求下，尋求合理的無功補(bǔ)償點(diǎn)和最佳無功補(bǔ)償容量，保證電網(wǎng)能夠安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地向用戶供電。

3、在傳統(tǒng)電網(wǎng)中，無功電壓的控制主要依賴于變電站的電容器、電抗器、變壓器分接頭等設(shè)備，以及某些大型發(fā)電廠的無功調(diào)節(jié)能力。然而，當(dāng)大量分布式新能源接入電網(wǎng)時，原有的無功電壓控制策略面臨著諸多難題。首先，分布式新能源的出力波動會導(dǎo)致并網(wǎng)點(diǎn)電壓不穩(wěn)定，甚至超出允許的電壓范圍，影響電力設(shè)備的正常運(yùn)行。其次，分布式新能源的高滲透率意味著電網(wǎng)內(nèi)部潮流分布的復(fù)雜性增加，傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償資源可能難以及時響應(yīng)這些變化，導(dǎo)致無功功率平衡失調(diào)。再次，大量分布式新能源的接入使得電網(wǎng)控制層面對底層設(shè)備的監(jiān)管變得更加困難，增加了電網(wǎng)整體運(yùn)行的復(fù)雜度和風(fēng)險。

4、相關(guān)技術(shù)在應(yīng)對這些問題時，往往未能充分利用分布式新能源自身的無功調(diào)節(jié)潛力，而是傾向于過度依賴常規(guī)無功調(diào)節(jié)設(shè)備，這不僅增加了設(shè)備的損耗，降低了系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，而且在新能源出力劇烈波動時，可能導(dǎo)致常規(guī)設(shè)備頻繁動作，影響其壽命和電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

5、針對上述的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例提供了一種配電網(wǎng)的無功電壓補(bǔ)償狀態(tài)評估方法及裝置、電子設(shè)備，以至少解決相關(guān)技術(shù)中進(jìn)行配電網(wǎng)的無功電壓控制時，分布式新能源的高滲透率使得電網(wǎng)內(nèi)部潮流分布的復(fù)雜性增加，導(dǎo)致無功功率平衡失調(diào)的技術(shù)問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本技術(shù)的一個方面，提供了一種配電網(wǎng)的無功電壓補(bǔ)償狀態(tài)評估方法，配電網(wǎng)包括多個電壓等級的地區(qū)電網(wǎng)主網(wǎng)和地區(qū)電網(wǎng)配網(wǎng)，包括：建立全局無功優(yōu)化模型，其中，所述全局無功優(yōu)化模型包括：電容電抗器的計(jì)算模型、集中并網(wǎng)新能源場站的無功補(bǔ)償模型以及通過等值模型方式分析所述地區(qū)電網(wǎng)配網(wǎng)的分布式新能源設(shè)備的無功調(diào)節(jié)能力，形成包含所述地區(qū)電網(wǎng)配網(wǎng)在內(nèi)的主網(wǎng)無功優(yōu)化模型；獲取無功優(yōu)化約束條件，其中，所述無功優(yōu)化約束條件包括配電網(wǎng)母線電壓范圍、線路及變壓器安全電流范圍、變壓器有載調(diào)壓分接頭變比范圍、無功電源出力范圍；將配電網(wǎng)的實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)輸入至所述全局無功優(yōu)化模型，由所述全局無功優(yōu)化模型采用交叉逼近算法進(jìn)行全局無功優(yōu)化計(jì)算，得到配電網(wǎng)的當(dāng)前無功電壓補(bǔ)償狀態(tài)，其中，在進(jìn)行全局無功優(yōu)化計(jì)算過程中，對有功子問題采用稀疏線性規(guī)劃解法，對無功子問題采用增廣拉格朗日函數(shù)二次逼近求解，以求得滿足所述無功優(yōu)化約束條件的優(yōu)化潮流解；根據(jù)所述當(dāng)前無功電壓補(bǔ)償狀態(tài)，輸出地區(qū)電網(wǎng)主配網(wǎng)各級、各地區(qū)的設(shè)備無功補(bǔ)償配置方案。

3、可選地，對于所述地區(qū)電網(wǎng)主網(wǎng)進(jìn)行的全局無功優(yōu)化，包括：采用計(jì)及多種無功資源的協(xié)調(diào)二級電壓控制策略，確定對所述地區(qū)電網(wǎng)主網(wǎng)的各級變電站及新能源場站的電壓控制策略，其中，所述電壓控制策略包括：基于多時間維度的無功優(yōu)化控制策略，在變電站的負(fù)荷基礎(chǔ)變化時段投切離散無功設(shè)備，或者，在所述變電站的負(fù)荷波動時段或新能源設(shè)備上網(wǎng)波動時段調(diào)節(jié)新能源場站，所述離散無功設(shè)備包括下述至少之一：電容器、電抗器。

4、可選地，基于多時間維度的無功優(yōu)化控制策略，在變電站的負(fù)荷基礎(chǔ)變化時段投切離散無功設(shè)備的步驟，包括：在所述離散無功設(shè)備所掛接的母線增加一臺虛擬調(diào)相機(jī)，所述虛擬調(diào)相機(jī)的無功出力表示在所述離散無功設(shè)備投切的基礎(chǔ)之上疊加的無功變化量；其中，所述無功出力的上限表示所述離散無功設(shè)備所掛接的母線能夠增加的無功容量，所述無功出力的上限數(shù)值等于所有未投入的電容容量與已投入的電抗容量之和；所述無功出力的下限表示該母線能夠減少的無功容量，所述無功出力的上限數(shù)值等于所有已投入的電容容量與未投入的電抗容量之和；將無功出力作為發(fā)電機(jī)出力，通過所述虛擬調(diào)相機(jī)在變電站的負(fù)荷基礎(chǔ)變化時段投切離散無功設(shè)備。

5、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一方面，還提供了一種配電網(wǎng)的無功電壓補(bǔ)償狀態(tài)評估裝置，配電網(wǎng)包括多個電壓等級的地區(qū)電網(wǎng)主網(wǎng)和地區(qū)電網(wǎng)配網(wǎng)，包括：模型建立單元，用于建立全局無功優(yōu)化模型，其中，所述全局無功優(yōu)化模型包括：電容電抗器的計(jì)算模型、集中并網(wǎng)新能源場站的無功補(bǔ)償模型以及通過等值模型方式分析所述地區(qū)電網(wǎng)配網(wǎng)的分布式新能源設(shè)備的無功調(diào)節(jié)能力，形成包含所述地區(qū)電網(wǎng)配網(wǎng)在內(nèi)的主網(wǎng)無功優(yōu)化模型；約束條件獲取單元，用于獲取無功優(yōu)化約束條件，其中，所述無功優(yōu)化約束條件包括配電網(wǎng)母線電壓范圍、線路及變壓器安全電流范圍、變壓器有載調(diào)壓分接頭變比范圍、無功電源出力范圍；無功優(yōu)化單元，用于將配電網(wǎng)的實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)輸入至所述全局無功優(yōu)化模型，由所述全局無功優(yōu)化模型采用交叉逼近算法進(jìn)行全局無功優(yōu)化計(jì)算，得到配電網(wǎng)的當(dāng)前無功電壓補(bǔ)償狀態(tài)，其中，在進(jìn)行全局無功優(yōu)化計(jì)算過程中，對有功子問題采用稀疏線性規(guī)劃解法，對無功子問題采用增廣拉格朗日函數(shù)二次逼近求解，以求得滿足所述無功優(yōu)化約束條件的優(yōu)化潮流解；無功補(bǔ)償單元，用于根據(jù)所述當(dāng)前無功電壓補(bǔ)償狀態(tài)，輸出地區(qū)電網(wǎng)主配網(wǎng)各級、各地區(qū)的設(shè)備無功補(bǔ)償配置方案。

6、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一方面，還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)包括存儲的計(jì)算機(jī)程序，其中，在所述計(jì)算機(jī)程序運(yùn)行時控制所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)所在設(shè)備執(zhí)行上述任意一項(xiàng)的配電網(wǎng)的無功電壓補(bǔ)償狀態(tài)評估方法。

7、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一方面，還提供了一種電子設(shè)備，包括一個或多個處理器和存儲器，所述存儲器用于存儲一個或多個程序，其中，當(dāng)所述一個或多個程序被所述一個或多個處理器執(zhí)行時，使得所述一個或多個處理器實(shí)現(xiàn)上述任意一項(xiàng)的配電網(wǎng)的無功電壓補(bǔ)償狀態(tài)評估方法。

8、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一方面，還提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)上述任意一項(xiàng)所述的配電網(wǎng)的無功電壓補(bǔ)償狀態(tài)評估方法的步驟。

9、在本公開中，建立全局無功優(yōu)化模型，其中，全局無功優(yōu)化模型包括：電容電抗器的計(jì)算模型、集中并網(wǎng)新能源場站的無功補(bǔ)償模型以及通過等值模型方式分析地區(qū)電網(wǎng)配網(wǎng)的分布式新能源設(shè)備的無功調(diào)節(jié)能力，形成包含地區(qū)電網(wǎng)配網(wǎng)在內(nèi)的主網(wǎng)無功優(yōu)化模型；獲取無功優(yōu)化約束條件，其中，無功優(yōu)化約束條件包括配電網(wǎng)母線電壓范圍、線路及變壓器安全電流范圍、變壓器有載調(diào)壓分接頭變比范圍、無功電源出力范圍；將配電網(wǎng)的實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)輸入至全局無功優(yōu)化模型，由全局無功優(yōu)化模型采用交叉逼近算法進(jìn)行全局無功優(yōu)化計(jì)算，得到配電網(wǎng)的當(dāng)前無功電壓補(bǔ)償狀態(tài)，其中，在進(jìn)行全局無功優(yōu)化計(jì)算過程中，對有功子問題采用稀疏線性規(guī)劃解法，對無功子問題采用增廣拉格朗日函數(shù)二次逼近求解，以求得滿足無功優(yōu)化約束條件的優(yōu)化潮流解；根據(jù)當(dāng)前無功電壓補(bǔ)償狀態(tài)，輸出地區(qū)電網(wǎng)主配網(wǎng)各級、各地區(qū)的設(shè)備無功補(bǔ)償配置方案。

10、由上述公開內(nèi)容，可以根據(jù)電網(wǎng)主配網(wǎng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)自動形成各電壓等級的無功調(diào)控區(qū)域模型，綜合考慮區(qū)域中原有無功補(bǔ)償設(shè)備、動態(tài)無功支撐設(shè)備、分布式光伏等無功調(diào)節(jié)設(shè)備，對區(qū)域的無功電壓補(bǔ)償能力進(jìn)行動態(tài)評估，并針對性的提出主配網(wǎng)各級、各區(qū)域的設(shè)備無功補(bǔ)償配置方案，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的無功功率平衡，解決了負(fù)荷側(cè)電網(wǎng)無功補(bǔ)償配置不準(zhǔn)確的問題，提升了電網(wǎng)運(yùn)行可靠性和安全性，從而解決相關(guān)技術(shù)中進(jìn)行配電網(wǎng)的無功電壓控制時，分布式新能源的高滲透率使得電網(wǎng)內(nèi)部潮流分布的復(fù)雜性增加，導(dǎo)致無功功率平衡失調(diào)的技術(shù)問題。