(19)中华 人民共和国 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 202111550835.0 (22)申请日 2021.12.17 (71)申请人 宁波市电力设计院有限公司 地址 315000 浙江省宁波市江北区北岸财 富中心11幢4-1 (72)发明人 姚艳　周勋甜　余萃卓　高飞翎　 朱晓杰　董润方　周子旺　 (74)专利代理 机构 福州市博深专利事务所(普 通合伙) 35214 代理人 林振杰 (51)Int.Cl. H02J 3/16(2006.01) H02J 3/18(2006.01) G06Q 10/04(2012.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种无功优化方法及终端 (57)摘要 本发明公开了一种无功优化方法及终端， 结 合电网实际运行的特点， 以电网中损耗最小和无 功补偿的成本最小以及电压不越界为目标， 计算 每一个节 点进行补偿对网损的影 响， 寻找出投入 补偿设备后对网损降低最大且补偿成本最小以 及补偿后电压不越限的节点， 并将这些节点作为 待补偿节点， 构建新的目标函数。 利用求约束条 件下极值的拉格朗日乘子法求带有约束条件的 目标函数， 求出最优解。 最后验证补偿的容量是 否在规定的范围内。 若在该范围内则该最优解为 最佳的补偿容量。 若不在规定的范围内， 则按照 该范围所能补偿的最大值和最小值去补偿。 因 此， 能够在提高经济效益的同时， 对电压进行合 理约束， 从而改善和提高电网的供电 电能质量。 权利要求书3页 说明书9页 附图2页 CN 114123221 A 2022.03.01 CN 114123221 A 1.一种无功优化方法， 其特 征在于， 包括 步骤： 计算系统潮流， 求出系统的各支路的损耗、 节点电压和节点电流以及各节点输入的有 功功率和无功 功率； 构建无功优化的数学模型， 计算每一个节点进行补偿对网损的影响， 将投入补偿设备 后网损降低最大的节点作为待补偿节点， 并计算所述待补偿节点补偿后节约的有功网损； 根据补偿成本最小、 补偿后节约的有功网损最大以及符合系统电压的约束条件构建目 标函数， 利用求约束条件下极值的拉格朗日乘子法计算带有约束条件的所述 目标函数， 求 出最优解； 若所述最优解在预设范围内， 则按照所述最优解进行补偿， 若所述最优解小于预设范 围内的最小值， 则按照最小值进 行补偿， 若 所述最优解大于预设范围内的最大值， 则按照最 大值进行补偿。 2.根据权利要求1所述的一种无功优化方法， 其特征在于， 所述构建无功优化的数学模 型， 计算每一个节点进行补偿对网损的影响， 将投入补偿设备后网损降低最大 的节点作为 待补偿节点包括： 用网络中各 条支路的有功损耗累加 和的形式表示总损耗： 式中， Ii表示流过支路i的总电流， Ri表示支路i的电阻， Iia表示流过支路i的有功电流， Iir表示流过支路i的无功电流； 投入补偿设备后无功电流流动造成的网损大于有功电流流动造成的网损， 将无功电流 流经的节点作为待补偿节点。 3.根据权利要求2所述的一种无功优化方法， 其特征在于， 所述计算所述待补偿节点补 偿后节约的有功网损包括： 根据所述待补偿节点所在支路的有功损耗Ploss、 无功损耗Qloss和支路参数， 计算支路 中 的无功电流 Ir： Qloss＝I2X＝ΔUIr； 式中， R表示支路电阻， Ir表示无功电流， U表示电压； 补偿前因线路的无功电流而产生的有功损耗 为： 当在某节点j加上补偿电容器后， 设补偿电容器产生的补偿电流为Ic， 补偿后,从源节点 到节点j的 由无功电流 流动引起的有功网损Δp'r为： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114123221 A 2式中， m表示第j节点到电源点的前续支路数； 补偿后节约的有功网损Δp'为： 4.根据权利要求1所述的一种无功优化方法， 其特征在于， 所述根据补偿成本最小、 补 偿后节约的有功网损最大以及符合系统电压的约束条件构建目标函数包括： 基于补偿后节约的有功网损， 结合投入的无功补偿器成本因素， 且根据电压约束条件 构建目标函数： 其中： 式中， λ表示节点电压罚函数， Bo表示无功补偿的成本系数， 单位为元/Var， Iir表示流过 支路的无功电流， Qc＝UjIc为节点补偿电容的无功量， Ic为补偿电容器产生的补 偿电流， Ri表 示支路电阻， max和min分别表示变量的上下限取值， Uj为某节点j加上补偿电容器后该节点 电压， T为成本回收时间， 单位 为天， k为电价， 单位 为kwh。 5.根据权利要求1所述的一种无功优化方法， 其特 征在于， 所述约束条件 包括： 式中， Pi、 Qi表示在i点所汇集的能量值大小， m表示配电网中所有点数之和， δij、 Bij、 Gij 分别表示 i和j的相位角之差、 电导 值和电钠值， Ui、 Uj分别表示 点i和j之间的能量差 。 6.根据权利要求1所述的一种无功优化方法， 其特 征在于， 所述约束条件 还包括： 式中， Qci表示补偿节点处电容器功率 的大小， Qcimin、 Qcimax分别表示无功补偿设备的无 功容量最小值和最大值， Uimin、 Uimax分别表示节点电压上 下限值， U0表示线路上的额定电压 。 7.根据权利要求4所述的一种无功优化方法， 其特征在于， 所述利用求约束条件下极值 的拉格朗日乘子法计算带有约束条件的所述目标函数， 求出最优解包括： 对目标函数求偏导：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114123221 A 3