一種基于支持向量機(jī)的地區(qū)電網(wǎng)無功電壓控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于支持向量機(jī)的地區(qū)電網(wǎng)無功電壓控制方法，以地區(qū)電網(wǎng)主要節(jié)點(diǎn)的電壓值以及功率因數(shù)為樣本元素，以相應(yīng)的動作策略為樣本值，對一定數(shù)量的地區(qū)電網(wǎng)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行狀態(tài)分類并記錄分類后調(diào)節(jié)設(shè)備的動作情況，利用支持向量機(jī)“一對一”多分類數(shù)學(xué)模型算法進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，生成無功電壓控制模型，并在控制過程中以漸進(jìn)學(xué)習(xí)的思想修正模型，實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)無功電壓的在線實(shí)時(shí)控制，有效的實(shí)現(xiàn)了同一子系統(tǒng)中變電站之間可調(diào)設(shè)備的協(xié)調(diào)動作。
【專利說明】—種基于支持向量機(jī)的地區(qū)電網(wǎng)無功電壓控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)無功優(yōu)化領(lǐng)域，尤其涉及一種基于支持向量機(jī)的地區(qū)電網(wǎng)無功電壓控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]支持向量機(jī)(Support Vector Machines, SVM)是一種建立在統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)之上的通用學(xué)習(xí)方法。其理論基礎(chǔ)已相當(dāng)成熟，具有標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)形式及推理過程、清晰的幾何解釋和良好的泛化能力。支持向量機(jī)算法計(jì)算過程是對一個(gè)凸規(guī)劃問題進(jìn)行求解。凸規(guī)劃是指:如果問題(MP)的約束集X是凸集，目標(biāo)函數(shù)f是X上的凸函數(shù)，則(MP)叫做是非線性規(guī)劃。目前，支持向量機(jī)在電力系統(tǒng)可靠性分析、暫態(tài)穩(wěn)定評估、短期負(fù)荷預(yù)測等領(lǐng)域中已有較多成功的應(yīng)用。
[0003]電壓是衡量電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況及電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，電壓質(zhì)量與無功分布直接關(guān)系著電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)與安全。隨著電力網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，依靠運(yùn)行人員人為對電力系統(tǒng)進(jìn)行無功電壓控制已經(jīng)很難做到及時(shí)消除負(fù)荷的隨機(jī)變化對系統(tǒng)無功分布和電壓質(zhì)量的影響。在已有的無功優(yōu)化算法研究中，主要分為經(jīng)典算法和人工智能算法兩大類。經(jīng)典算法中主要有線性規(guī)劃法(Linear Programming, LP)、非線性規(guī)劃法(Non LinearProgramming, NLP)、混合整數(shù)規(guī)劃法(Mixed-1nteger Programming)、動態(tài)規(guī)劃法(DynamicProgramming)。經(jīng)典算法具有計(jì)算速度快、收斂可靠等優(yōu)點(diǎn),但對優(yōu)化函數(shù)的連續(xù)性、非凸性、可微性有較高要求，且存在易于陷入局部最優(yōu)解等缺點(diǎn)，求解復(fù)雜電力系統(tǒng)的無功優(yōu)化問題比較困難。人工智能算法在處理非線性、多約束、多變量、不連續(xù)、非凸等優(yōu)化問題上克服了經(jīng)典方法的局限性，突顯了很強(qiáng)的尋優(yōu)能力。專家系統(tǒng)(Expert System，ES)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Artificial Neural Network, ANN)、模糊理論(Fuzzy Theory, FT)、遺傳算法(Genetic Algorithm, GA)以及多 Agent 系統(tǒng)(Mult1-Agent System, MAS)等人工智能算法在電力系統(tǒng)無功電壓控制中的應(yīng)用已取得一定成就。
[0004]從目前來看，電網(wǎng)的無功優(yōu)化大致可以分為兩類解決思路。一類是采用全局優(yōu)化的方法，另一類則是采用基于局部信息的就地優(yōu)化方法。對于第一類方法，其主要問題在于算法魯棒性不強(qiáng)，對于多變的電力系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境和量測數(shù)據(jù)質(zhì)量的良莠不齊，算法在線運(yùn)行往往收斂困難。對于第二類方法，其設(shè)計(jì)原理主要是基于多區(qū)圖，雖然簡單易行，不存在收斂問題，但由于基于單點(diǎn)信息，難以在多個(gè)場站之間進(jìn)行協(xié)調(diào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種基于支持向量機(jī)的地區(qū)電網(wǎng)無功電壓控制方法，能夠?qū)Φ貐^(qū)電網(wǎng)的每個(gè)子系統(tǒng)中變電站之間的可調(diào)設(shè)備進(jìn)行合理優(yōu)化協(xié)調(diào)動作，實(shí)現(xiàn)了地區(qū)電網(wǎng)無功電壓的實(shí)時(shí)在線控制。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0007]一種基于支持向量機(jī)的地區(qū)電網(wǎng)無功電壓控制方法，包括以下步驟:[0008]a:將地區(qū)電網(wǎng)系統(tǒng)分解成多個(gè)子系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)為獨(dú)立的控制單元，采集變壓器低壓、中壓母線電壓值和變壓器高壓側(cè)功率因數(shù)，以及電壓考核上限值、下限值，功率因數(shù)考核上限值、下限值；
[0009]b:根據(jù)子系統(tǒng)中變壓器高壓側(cè)功率因數(shù)考核上限值λ_、下限值及子系統(tǒng)中變壓器運(yùn)行在功率因數(shù)下限時(shí)投運(yùn)一組本站電容器所得到的功率因數(shù)λ，min、變壓器運(yùn)’行在功’率因數(shù)上限值時(shí)切除一組本站電容器所得到的功率因數(shù)λ ' max，其中λ' min和λ' max通過公式(1)、(2)求得：[0010]
【權(quán)利要求】
1.一種基于支持向量機(jī)的地區(qū)電網(wǎng)無功電壓控制方法，其特征在于:包括以下步驟:a:將地區(qū)電網(wǎng)系統(tǒng)分解成多個(gè)子系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)為獨(dú)立的控制單元，采集變壓器低壓、中壓母線電壓值和變壓器高壓側(cè)功率因數(shù)，以及電壓考核上限值、下限值，功率因數(shù)考核上限值、下限值； b:根據(jù)子系統(tǒng)中變壓器高壓側(cè)功率因數(shù)考核上限值λ_、下限值Xmin及子系統(tǒng)中變壓器運(yùn)行在功率因數(shù)下限時(shí)投運(yùn)一組本站電容器所得到的功率因數(shù)λ ' min、變壓器運(yùn)行在功率因數(shù)上限值時(shí)切除一組本站電容器所得到的功率因數(shù)λ ' max，其中λ ' min和λ ' max通過公式(I)、(2)求得:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于支持向量機(jī)的地區(qū)電網(wǎng)無功電壓控制方法，其特征在于:所述的每個(gè)子系統(tǒng)包括以220kv為根的變電站和附帶電容器及其電氣連接的下級變電站和附帶電容器。
【文檔編號】H02J3/16GK103904657SQ201410112810
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】唐耀華, 郭為民, 魏強(qiáng), 楊明, 劉國靜, 韓學(xué)山 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院, 山東大學(xué)