專利名稱：一種10kv配電網絡單元線路無功優(yōu)化補償方法
一種10KV配電網絡單，路無功優(yōu)化補償方法
財領域
本發(fā)明涉及一種供電系統無功補償的優(yōu)化配置方法，屬輸配電技術領域。
背景技術：
為了提高配電網絡負荷的功率因數，節(jié)約電能、斷氏供電成本，應對10KV配電網絡進行無 功補償。由于10KV配電網絡拓撲范圍大，結構復雜，因而采用無功功率集中州嘗存在一定弊端。 采用多點補償時，如果不能合鵬擇補償點的位置、數量以及各補償點的補償電容結構，就不可 肓鵬IJ良好的孝M嘗效果。
10KV配電網絡負荷的功率因數在一天中的波動比S^，對于采用固定容量的電容器進行無功 補償的補償點來說，在用電高峰時，功率因數可倉繼到要求標準，而在用電低谷時，很有可能會 出鵬補償i嫁，產生無功倒送，而且，電容驗運行過程中，經常會發(fā)生過電流、過電壓，所 以必須對電容器進行實時保護。這樣，就要求無功補償裝置能夠自動對電容器進行投入與切除， 并對電容器進行微，即實現自動無功補償。在無功自動補償裝置中，如何確定電容器配置結構， 決定魏置的補償效率。顯然，電容器數量設置越多，容量調節(jié)范圍越大，可調節(jié)間距越小，補 償效果繊 。但這樣必然導致補償裝置結構的復雜化以及對電容投切的頻繁進行，縮短開關和電 ，的4頓#?？茖W合理的電^^配置結構應該與10KV配電網絡負荷的實際變化相匹配，不 僅可使線m持較高功率因數，大幅斷氏線損率，提高電壓質量，而且能夠避免電容器的頻繁投 切，減少開關的動作次數，有效的延長開關及電容器的a。
因此，尋求一種科學合理的無功補償方法，科學選擇補償位置、合理確定電容配置結構，對 節(jié)約電能、斷氏成本具有十分重要的意義。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種合 擇補償電容器位置及數量、確定電容配置結構以達到,
豐M嘗效果的10KV配電網絡單元線路無功優(yōu)化補償方法。
本發(fā)明所稱問題是以下述技術方案實現的
種1.0KV配電網絡單繊路無功優(yōu)化補償方法，它首先對單元線路的有功及無功功率的流 向、各段線路的長度和電阻進行監(jiān)測與測量，繼而將不同型號的導線折算為相同型號而長度不同 的導線，^i撫功隨折算后線路等效長度變化的曲線，然后根據補償量相同原則在該曲線圖上確 定補償點的位置、數量和補償容量，并將這些補償點的位置還原為實際線路位置，最后依據無功 在M時間段內的分布，根據統計學原理配置各補償點的補償電容器，具體步驟如下-
&利用10KV線路工7 測設備對單元線路的有功及無功功率的流向進行監(jiān)測，測量各段線 路的長度和電阻；
b.將不同型號的導線折算為相同型號而長度不同的導線，得到線路的等效長度 假設實際線路有K段，隨,擇第J((KJ《K)段的電阻A為標準電阻，貝何以將第i段線
路的實際長度轉換為等效長度-
<formula>formula see original document page 5</formula>
式中
第i段線路的等效長度； 丄,第i段線路的實際長度； 及,第i段的電阻； 各段的折算后的等效長度的累計值-L,
i=l 及乂
織撫功隨線麟效誠變化的曲線； C.確定補償點的數量、位置和補償容量
隨鵬擇一個點，設定為安裝A組電容器的點HA，根據三分之二法則(在無功負荷沿線均勻分 布的條件下，如果只裝設一個電容器，貝ij補償點在距線路起始點距離為線路長度的2/3，電容容量
為線路總無功負荷的2/3,此時，線損下降最大，即補償效果最好。弓l申為如果裝設兩組電容器， 則電g容量均為總無功負荷的2/5，第一組電 裝設于距離線路起始端2/5,第二組電容^ 設于距離起始端4/5處，(利用圖形，可以分析出因為裝設電容器賊的無功負荷的三角形的面積 完全相同，以下簡稱為補償量相同原則,參照圖3~圖6)在該點安裝的電容器容量為該點無功負 荷的2倍，然后根據補償量相同原則，確定下一個補償點位置和電容器容量，依次類推，直至確 定ftB—個補償點位置和電容器容量，最后根據補償量相同原則對最后一個補償點位置進行檢驗， 如果不M州嘗量相同原則(即三角形的面積不相等)，則對HA點進fi^整后重新確定其它補償 點的位置，趕最后一個補償點位置船補償量相同原則為止，這時，州嘗點的數量也已確定
d. 將Jd^補償點的位置還原為實際線路位置，電容器的容量不變；
e. 依據無功在於時間段內的分布，配置各補償點附M嘗電容器。
本發(fā)明利用無功隨線路等效長度變化的曲線，根據補償量相同原則來確定,M嘗點的數量和位 置，大大簡化了計算過程。通過監(jiān)測補償點的負荷變化，確定其無功在各個時間段內的分布，依 據統計學原理，在設備的復雜度與補償效果之間找到很好的平衡點，較好地解決了電容器容量配 置結構的難題。本發(fā)明科學鵬擇高壓補償的位置及數量、合理確定電容器容量配置結構，不僅 能使線 持較高功率因數，提高電壓質量，還倉娜避免電容器的頻繁^t刀，有效的延長開關及 電鄉(xiāng)的絲。
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳述。
圖1、圖2分別是皿線路和環(huán)網線路原理示意圖3是折算無功分布圖4、圖5分別是A組、B組電容器選擇示意圖6是豐M嘗方案檢驗;^法示意圖。
圖中各符號為XTE、線路工M測器，XTU、低壓無功補償裝置，GTU、高壓無功豐M嘗裝置， T、配電頓器。 文中所用各符號的意義
第i段線路的等效長度，^.:第J段線路的實際長度；L':線路等效總長度，線 路等效總長度為1時第i段的折算長度，& :第J段的電阻，i ,:第i段的電阻。
具體實施例方式
圖lJi^射線路示意圖，IOKV配電網絡中所有放射性單條線路均可視為獨立的單元線路。圖
2是環(huán)網線路示意圖，環(huán)網線路則可通過拓撲分析分離為相對獨立的單元線路。fflji終端設備(包
括高壓無功補償裝置、低壓配電監(jiān)測與無功補償裝置、配電監(jiān)測裝置、線路工m測器)對單
，路，有配電^iE器及線路的負荷與無功變化情,行實時監(jiān)測，監(jiān)測l^gffiJii^gM信(無
線或有線方式)發(fā)送到后臺(軟件)管理系統，后臺管理系M，監(jiān)測數據的綜合分析計算， 鄉(xiāng)單繊路的電容優(yōu)化配置方案，即確定補償點的位置、數量、及容量配置結構。 下面具體介紹實現方法
1、 利用10Kv線路:owa測設備xrE監(jiān)測的i^，可以得到iokv線路上準確的有功以及
無功功率的流向，測量各段線路的長度和電阻；
2、 根據各段線路的電阻，得到整條線路的等效長度，方法如下
假設實際線路有K段，隨t腿擇第J ((KJ《K)段的電阻A為標準電阻，貝何以將第i段線 路的實際長度轉換為等效長度
<formula>formula see original document page 7</formula>
式中
A、第i段線路的等效長度； A:第i段線路的實P示長度； 《第i段的電阻； 各段的折算后的等效長度的累計值
<formula>formula see original document page 7</formula>
根據以上轉換，可以將不同型號的導線轉換為相同型號只是長度不同的導線進行處理，從而 簡化了計算；
也可以將總長度L'折算為l,得到各段的折算長度 '丄'
3、 鄉(xiāng)賴撫功隨線路等效長度變化的曲線；
4、 確定補償點的數量、位置和補償容量
首先從線路^開始，隨ia^擇一個點，設定為安裝A組電容器的HA點，根據三分之二法則 在該點安裝的電容器容量為該點的無功負荷的2倍，然后根據補償量相同原貝鵬定下一個州嘗點 位置和電容器容量，依次類推，直至確定最后一個補償點位置和電容器容量，最后根據補償量相 同原則對最后一個辛Hi點位置進行檢驗，如果不符合補償量相同原則，貝樹HA點進fi^整后重新 確定其它補償點的位置，直至最后一個補償點位置符合補償量相同原則為止。對于上述方法，補 償點之間是有關聯關系的，確定第一個補償點之后，其他的補償點的位置也就確定了，相鄰兩點 之間的關系，符合面積相等原則，即A點對A點前線路的州嘗量，與B點對B點后的無功補償量 相同。
根據現場實際條件，可以將釆集到的同一時刻的數據作為基礎數據，結合電阻、線路長度等 相關參數，由,自動隨,擇一個起始點并開銜十算，并根據面積相等原則判斷計算結果是否 合理。根據最后一個安裝點以及電容器的容值以及韋M嘗效果，判定第一錯擇點是否統。如果 不^S則繼續(xù)微調后再 爐行計算，直到維為止。
5、 將，補償點的位置還原為實際線,置，電容器的容量不變； 下面是確定州嘗點的數量、位置和補償容量以及如何進行檢驗的一個例子 假設某線路上無功負荷計算后如圖3所示。計算該線路的最佳無功補償方案的方法如下 圖3中，已經經過了折算，并設定總的無功負荷為l,總的線路長度為l。隨,擇一個點，
設定為安裝A組電容器的HA點。因此，有在HA點安裝電容器后，對線路的無功影響如圖4所示， 效果表示為全部線路上的無功負荷都要減小減少電容器的容值相同的無功(電容辭卜償的無功，
為了簡化，可以視為電，容量。)
由于在A點安裝的電織需要州嘗A點之后的無功，也需要補償A點之前的無功，因此，在 該點安裝的電織容量需為該點的無功負荷的2倍，細ICA表示。這也符合三分之二法則。
圖4中， HA點畫線連接I與II,該線即是ICA，表現為線路整體無功下降ICA。
根據州嘗量相同原則，即可以確定B點的補償位置。如圖5所示。
同理，可以確定C點補償位置。完成后圖形如圖6所示。
檢驗方法
圖6中，判斷C1面積是否與C1，面積相等。如果相等，則可以根據這些拊嘗點的位置還 原為實際線,置，電容器的容量不變。
如果C1面積小于C1'，則需要將A點向線路末端稍微微調，重皿行計算。反之亦然， 直到兩者面積相等為止。
實際安^if呈中，可以安裝很巨離鋭的配電點上。
以上設計中使用的是某一時刻的無功負荷值計算，而M時刻的無功負荷是不同的。根據這 些不同的繊，可確定補償點的詳細電容器射且隨，完成自動尋優(yōu)補償。
權利要求
1、一種10KV配電網絡單元線路無功優(yōu)化補償方法，其特征是，它首先對單元線路的有功及無功功率的流向、各段線路的長度和電阻進行監(jiān)測與測量，繼而將不同型號的導線折算為相同型號而長度不同的導線，繪制無功隨折算后線路等效長度變化的曲線，然后根據補償量相同原則在該曲線圖上確定補償點的位置、數量和補償容量，并將這些補償點的位置還原為實際線路位置，最后依據無功在各個時間段內的分布，配置各補償點的補償電容器，具體步驟如下a.利用10KV線路工況監(jiān)測設備對單元線路的有功及無功功率的流向進行監(jiān)測，測量各段線路的長度和電阻；b.將不同型號的導線折算為相同型號而長度不同的導線，得到線路的等效長度假設實際線路有K段，隨機選擇第J段的電阻Rj為標準電阻，則可以將第i段線路的實際長度轉換為等效長度
全文摘要
一種10KV配電網絡單元線路無功優(yōu)化補償方法，屬輸配電技術領域，用于解決高壓配電網絡的無功優(yōu)化補償問題。其技術方案是首先對單元線路的有功及無功功率的流向、各段線路的長度和電阻進行監(jiān)測與測量，繼而將不同型號的導線折算為相同型號而長度不同的導線，繪制無功隨折算后線路等效長度變化的曲線，然后根據補償量相同原則在該曲線圖上確定補償點的位置、數量和補償容量，并將這些補償點的位置還原為實際線路位置，配置各補償點的補償電容器。本發(fā)明能夠合理地選擇高壓補償的位置及數量、合理確定電容器容量配置結構，不僅能提高功率因數，還能避免電容器的頻繁投切，延長補償裝置的壽命，有效降低線損率。
文檔編號H02J3/18GK101106277SQ20071006218
公開日2008年1月16日 申請日期2007年6月19日 優(yōu)先權日2007年6月19日
發(fā)明者郭英順 申請人:保定學峰實業(yè)有限公司