一种地区电网分布式无功优化方法 李钟煦, 刘玉田(山东大学电气工程学院, 济南 250061)
摘 要: 针对地区电网的特点，提出一种分布式无功优化的新方法。考虑到各级网络结构的差异及其 无功优化的特点，采用分层分区的思想，将地区电网分成次输电网络和中低压配电网两层子 系统。这样，整个大规模地区电网的优化问题被分解为若干个小规模系统的优化子问题，降 低了优化问题的复杂度。次输电网络和配电网可以根据自身网络特点，选用不同的潮流算法 、优化数学模型、优化算法进行无功优化。各层之间通过Internet进行数据的交互，利用分 布式计算的方法实现整个网络无功资源的优化。仿真结果验证了这种分布式无功优化方法是 可行、有效的。
关键词: 无功优化; 分布式计算; 电力系统 Distributed Reactive Power Optimization for Area Power System LI Zhongxu,LIU Yutian (School of Electrical Engineering, Shandong University, Jinan 250 061, China)
Abstract: A distributed reactive power optimization method for area power system is presen ted in this paper. Considering the difference of network structure and the chara cteristics for VAR optimization, the area power system is divided into a subtran smission subsystem and distribution subsystems according to layers and regio ns. The optimization problem of the whole largescale area power system is deco mposed into several optimization subproblems of smallscale systems, so the d ifficulty of reactive power optimization problem can be reduced significantly. S ubtransmission subsystem and distribution subsystem are independent relati vely in power flow algorithms, objective functions, and optimization algorithms. Intersystem data is transferred via the Internet. The optimization of the who le area power system is solved synthetically in the distributed computing way. T he simulation results demonstrate the proposed approach is effective and feasibl e.
Keywords: reactive power optimization; distributed computin g; power systems
1前言
随着电力系统的发展，电网的安全经济运行日益受到重视，无功优化问题也得到了广 泛的研究。电力系统无功优化是通过投入适当的补偿设备，调整变压器分接头和调节发电机 机端电压等控制手段，达到提高电压质量、降低网损的目的。这个问题可被描述成在满足潮 流和运行等一系列等式和不等式约束的条件下，求取目标函数极值的问题，其本身属于NP 难问题［1］。
考虑到大规模地区电网的网络特点，采用分层分区的思想，将整个电网分成两层子系统，进 而提出一种分布式无功优化的方法。各子系统可以采用不同的潮流算法、优化数学模型、优 化算法进行无功优化。各层之间通过Internet通信进行数据的交互，利用分布式计算的 方法实现整个网络无功资源的优化。 2分层分区
电力系统分层分区的结果应保证每个分区都有足够的无功储备，用以调节节点电压。同时， 要尽量减少各分区之间电压的耦合影响［2］，且方法不应过于复杂，否则会增加优 化的时间，不易操作，降低实用性。
按照电压等级、网络特点以及各级调度中心管辖范围，本文将整个地区电网分成两层：次输 电网络和中低压配电网。次输电网络指从500KV降压变电器的220KV低压母线侧到 下级变电站的10KV低压母线侧之间的系统；中低压配电网（以下简称配电网），指从1 0KV低压母线侧到0.4KV终端负荷节点之间的系统。降压变压器的10KV低压 母线侧是两层网络的连接端口，既可视为上层次输电网络的负荷节点，也是下层配电网的根 节点，这里称其为连接点。系统分层分区方案如图1所示。