(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111536119.7 (22)申请日 2021.12.15 (71)申请人 武汉大学 地址 430072 湖北省武汉市武昌区珞珈山 武汉大学 申请人 国网冀北电力有限公司电力科 学研 究院　 国家电网有限公司 (72)发明人 徐箭　戴梦迪　廖思阳　吴林林　 张瑞芳　徐曼　刘京波　李琰　 (74)专利代理 机构 武汉科皓知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 42222 专利代理师 鲁力 (51)Int.Cl. H02J 3/16(2006.01)H02J 3/38(2006.01) H02J 3/50(2006.01) G06F 30/20(2020.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 113/04(2020.01) (54)发明名称 一种基于二阶锥的新能源并网无功电压优 化方法 (57)摘要 本发明提出了一种基于二阶锥的新能源并 网无功电压优化方法。 首先介绍了静止无功补偿 器SVC、 双馈异步风力发电机DFI G的数学模型， 然 后对传统的支路潮流模型进行相角松弛和二阶 锥松弛， 转化为二阶锥形式。 然后以节点电压偏 移量最小化和支路有功网络损耗最小为综合目 标， 以功率平衡、 节点电压 上下限、 分组电容器容 量、 SVC约束和DFI G约束为约束条件， 得到满足约 束的最优结果。 最后分配得到风电机无功出力， 并联电容器组投切数目和SVC无功出力。 该策略 在保证电压合格率的同时平滑了设备输出并降 低了网损， 提高了电压控制的经济性。 权利要求书3页 说明书9页 附图3页 CN 114744639 A 2022.07.12 CN 114744639 A 1.一种基于二阶锥的新能源并 网无功电压优化方法， 其特 征在于， 包括： 步骤1、 采集配电网拓扑和线路参数以及各节点电压， 并检查个节点电压是否越限， 若 越限， 则进行 执行步骤2， 否则进入下一个采集周期重复本步骤； 步骤2、 将支路潮流模型进行二阶锥变形， 然后以电压偏移最小和有功网损最小为综合 目标， 利用二阶锥优化的方法进行最优潮流的计算， 得到优化结果； 步骤3、 根据优化结果， 得到风电机无功出力和SVC无功出力。 2.根据权利要求1所述的一种基于二阶锥的新能源并网无功电压优化方法， 其特征在 于， 步骤2中， 优化基于目标函数和约束条件： 目标函数： 以风电机机端电压稳定水平最好， 节点电压偏移量最小， 网络有功损耗最小 为综合目标； 约束条件为： Pj＝PGj‑PDj Qj＝QGj+QSVC+QDFIG‑QDj VJ＝VI‑2(Pijrij+Qijxij)+IIJ(rij2+xij2) Vimin≤Vi≤Vimax Imin≤I≤Imax QSVCmin≤QSVC≤QSVCmax QDFIGmin≤QDFIG≤QDFIGmax Vimin和Vimax分别代表节点电压的上下限， Vi为实际电压， vref为节点参考电压， 为方便计 算， 此处都取 标幺值， 取为1； N 为需要控制电压的节点的个数； U(i)为节点j为与节点i相连的节点集合； zij为线路i‑j的阻抗， Iij为线路i‑j流过的电 流， n为支路数； θij是节点i和节点j之间的相角差； Gij和Bij为节点i和j支路的电导和电纳； PGi和QGi是节点i的有功和无功 发电量； PDi为节点i的负荷有功功率； QDi表示节点i的负荷无 功功率； QSVC和QDFIG分别为SVC和DFIG注入电网的无功功率； Pi为节点注入有功功率、 Qi为节 点注入无功功率， Imin和Imax分别代表支路电流的上下限， I为实际运行电流； QDFIGmin和QDFIGmax 分别为风机无功出力的上 下限； QSVCmin和QSVCmax分别为SVC无功出力的上 下限。 3.根据权利要求1所述的一种基于二阶锥的新能源并网无功电压优化方法， 其特征在 于， 步骤2具体包括： 步骤2.1、 确定无功调节设备的数 学模型； 步骤2.2、 将潮流模型二阶锥化； 步骤2.3、 调用商业 求解器CPLEX求 解无功优化问题。 4.根据权利要求1所述的一种基于二阶锥的新能源并网无功电压优化方法， 其特征在权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114744639 A 2于， 潮流模型基于以下定义： Iij为支路ij的电流， rij+jxij为线路的阻抗， Pij+jQij为线路ij 在节点i的视在功率， Pjk+jQjk是线路在节点j的视在功率， Pi和Qi为节点i注入有功功率和无 功功率； Vi为节点i的电压； 线路压降和电流满足欧姆定律： Vi‑Vj＝zijIij 支路潮流： 功率平衡方程 为： 其中， k： j →k表示以节点j为首端节点的支路的末端节点合集， i： i →j表示功率方向从 i到j， 即以j为末端节点的支路的首端节点的合 集。 5.根据权利要求1所述的一种基于二阶锥的新能源并网无功电压优化方法， 其特征在 于， 潮流模型改写为 二阶锥形式； 已知功率平衡方程 为 其中， k： j →k表示以节点j为首端节点的支路的末端节点合集， i； i →j表示功率方向从 i到j， 即以j为末端节点的支路的首端节点的合集； Iij为支路ij的电流， zij为支路阻抗； Sij 为节点注入功率； 可以将Sij拆为Pj+Qj， 再次带入上式得到下面式子； 拆分以后可以得到： 因为 VJ为节点电压； rij+jxij为线路的阻抗， Pij+jQij为线路ij在节点i的视在功率， Pjk+jQjk是 线路在节点j的视在功率， Pi和Qi为节点i注入有功 功率和无功 功率； 两边同乘共 轭， 可以得到 VJ＝VI‑2(Pijrij+Qijxij)+IIJ(rij2+xij2) 其中， VJ＝|Vj|2， VI＝|Vi|2， IIJ＝|Iij|2 因为 即 Pij2+Qij2＝VIIIJ权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114744639 A 3