(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 202211365138.2 (22)申请日 2022.11.03 (71)申请人 江苏金智科技股份有限公司 地址 211100 江苏省南京市江宁经济技 术 开发区将军大道10 0号 (72)发明人 杨洛　吕行　沈峻　许文庆　高亮　 吴茂俊　孙展展　蔡培倩　杨苏　 吴典胜　李金超　唐传旭　王亢　 (74)专利代理 机构 南京瑞弘专利商标事务所 (普通合伙) 32249 专利代理师 陈建和 (51)Int.Cl. H02J 3/18(2006.01) G06F 17/16(2006.01) (54)发明名称 一种大电网电压无功优化的分解协调系统 及方法 (57)摘要 本发明公开了一种大电网电压无功优化的 分解协调系统及方法， 包括输入模块、 电网分裂 模块、 完全拉格朗日函数模块、 Hessian阵模块、 最终优化问题模块、 坐标下降法模块以及输出模 块， 采用节点分裂法将电网进行子网解耦， 将原 始无功优化问题分解为若干个规模较小的子子 网问题 ,同时根据无功优化的特点， 将子网 hessian矩阵常数化， 所得到的解再通过拉格朗 日乘子进行协调,最终实现整体控制目标仅交换 子网间少许的边界变量就可实现大系统的完全 解耦。 本发明可以充分发挥机群或多核的优势, 以较小的成本和较快的速度完成大规模无功优 化的任务， 实现对大电网快速、 高效的无功优化。 权利要求书3页 说明书11页 附图1页 CN 115411746 A 2022.11.29 CN 115411746 A 1.一种大电网电压无功优化的分解协调方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1， 根据电网中有功发电机、 有功负荷建立无功优化模型； 步骤2， 采用节点分裂法将电网进行子网解耦得到每个子网， 根据子网将无功优化模型 转化为子网无功优化模型； 步骤3， 根据步骤2得到的子网无功优化模型 得到对应的完全拉格朗日函数； 步骤4， 根据完全拉格朗日函数得到子网无功优化模型的二次规划子问题， 根据完全拉 格朗日函数关于 的Hessian阵的对称近似得到子网无功优化模型的二次规划子问题的等 价问题； 步骤5， 根据子网无功优化模型的二次规划子问题的等价问题得到增广拉格朗日函数， 将得到的增广拉格朗日函数分裂成N个子问题， 并对N个子问题进 行简化， 得到简化后的N个 子问题； 步骤6， 对简化后的N个子问题采用坐标下降方法在第 个子网第 步迭代过程中， 使用 其他区域的 次迭代的结果， 得到N个 独立的子问题； 步骤7， 对N个独立的子问题增加邻近项得到增加邻 近项的N个独立的子问题， 得到的增 加邻近项的N个 独立的子问题即为 最终优化问题； 步骤8， 根据最终优化问题得到每 个子网的最优变量。 2.根据权利要求1所述大电网电压无功优化的分解协调方法， 其特征在于： 步骤7中最 终优化问题为： 其中， 表示第 个子网的目标函数对 的梯度， 表示第 个子网第 步 的迭代点， 表示子网 的变量， ， 表示分成子网个数， 为目标函数 关于 的Hessian阵的对称近似阵， 表示 与 的内 积， 表示惩罚参数， 表示灵敏度矩阵， 表示第 步拉格朗日乘子， 表示子网 变量约束集 合。 3.根据权利要求2所述大电网电压无功优化的分解协调方法， 其特征在于： 步骤7中最 终优化问题的增广拉格朗日函数乘子更新形式为：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115411746 A 2其中， 表示第k+1步拉格朗日乘子， 表示步长， 步长 用于校正最速下降方向 以改进数值效果。 4.根据权利要求3所述大电网电压无功优化的分解协调方法， 其特征在于： 步骤2中采 用节点分裂法将电网进行子网解耦得到每 个子网的方法： 采用节点分裂法对节点  进行复制， 得到2个虚拟节点 和 ， 其 中虚拟节点  作为子网一的边界节点， 虚拟节点  作为子网二的边界节 点， 表示子网内的边界节点； 设变量 、 ， 为子网0虚拟节点， 表示子网0边界节点电压实部， 表示子网0边界节点电压虚 部， 表示子网0边界节点的注入有功， 表示子网0边界节点的注入无功， 为子网 1虚拟节点， 表示子网1边界节点电压实部， 表示子网1边界节点电压虚部， 表示 子网1边界节点的注入有功， 表示子网1边界节点的注入无功； 若要使解耦后的电网与 原电网等效， 则子网0虚拟节点 和子网1虚拟节点 的电压幅值和相角应分别相等， 且注入功率需满足功率平衡条件； 然后对子网一与子网二再进行解耦处理； 最后增加子网 一与子网二的耦合 为0的耦合约束条件。 5.一种基于权利要求1所述大电网电压无功优化的分解协调方法的分解协调系统， 其 特征在于： 包括输入模块、 电网分裂模块、 完全拉格朗日函数模块、 Hessian阵模块、 最终优 化问题模块、 坐标 下降法模块以及输出模块， 其中： 所述输入 模块用于 输入有功发电机、 有功负荷数据； 所述电网分裂模块用于采用节点分裂法将电网进行子网解耦得到每个子网， 根据子网 将无功优化模型转 化为子网无功优化模型； 所述完全拉格朗日函数模块用于根据子网无功优化模型得到对应的完全拉格朗日函 数； 所述Hessian阵模块用于根据完全拉格 朗日函数得到目标函数关于 的Hessian阵， 并根据得到的Hes sian阵得到 Hessian阵的近似阵； 所述最终优化问题模块设置有最终优化问题模型； 所述坐标下降法模块用于根据 得到的Hessian阵的近似阵采用坐标下降法对最终优化 问题进行求 解， 得到每 个子网的最优变量；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115411746 A 3