計(jì)及負(fù)荷時(shí)序特性的配電網(wǎng)無功補(bǔ)償方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種中壓配電網(wǎng)無功規(guī)劃精確建模及補(bǔ)償方法，屬于輸配電技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的中壓配電網(wǎng)無功規(guī)劃，大多是根據(jù)預(yù)測(cè)負(fù)荷最大值進(jìn)行無功補(bǔ)償設(shè)備的優(yōu) 化配置，通過最大有功、無功負(fù)荷水平進(jìn)行配電網(wǎng)潮流計(jì)算得到最大損耗功率，再乘W最大 損耗利用小時(shí)數(shù)（估算值）來計(jì)算年度配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)損耗，并W此為依據(jù)來進(jìn)行無功補(bǔ)償設(shè) 備的優(yōu)化配置。根據(jù)最大負(fù)荷水平得到的無功規(guī)劃結(jié)果配置的無功補(bǔ)償設(shè)備容量通常比較 大，設(shè)備等效利用率低、耗能性差。也有學(xué)者研究了考慮多種負(fù)荷水平的無功規(guī)劃優(yōu)化，考 慮多個(gè)負(fù)荷水平的無功規(guī)劃優(yōu)化問題，一般W最大負(fù)荷水平為基準(zhǔn)，取最大負(fù)荷的某一百 分比作為最大、一般、最小=種負(fù)荷水平，W不同負(fù)荷水平計(jì)算出的最小無功功率需求作為 固定補(bǔ)償設(shè)備的安裝容量，W最大無功功率需求與最小無功功率需求的差值作為可變補(bǔ)償 設(shè)備的安裝容量。在該種模型中，配電網(wǎng)年度網(wǎng)絡(luò)損耗是分別在不同負(fù)荷水平下進(jìn)行潮流 計(jì)算得出網(wǎng)絡(luò)損耗功率，再乘W不同負(fù)荷水平的等效運(yùn)行時(shí)間并求和得到的。由于配電網(wǎng) 中不同類型負(fù)荷的大小和分布位置具有很大的隨機(jī)性和明顯的時(shí)序特性，不同的負(fù)荷水平 及其等效運(yùn)行時(shí)間都是粗略估算或假設(shè)的（文獻(xiàn)通常都沒給出明確的理論或現(xiàn)場(chǎng)依據(jù)）， 由此得到的配電網(wǎng)無功規(guī)劃方案的技術(shù)耗能指標(biāo)與實(shí)際情況會(huì)有較大差異，通常不能得到 耗能性最優(yōu)的配電網(wǎng)無功規(guī)劃配置方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之弊端，提供一種計(jì)及負(fù)荷時(shí)序特性的配電網(wǎng)無 功補(bǔ)償方法，在保證補(bǔ)償效果的基礎(chǔ)上，提高配電網(wǎng)無功規(guī)劃配置的有效性。
[0004] 本發(fā)明所述問題是W下述技術(shù)方案解決的：
[0005] 一種計(jì)及負(fù)荷時(shí)序特性的配電網(wǎng)無功補(bǔ)償方法，所述方法首先根據(jù)配電網(wǎng)各負(fù)荷 節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷類型及各類負(fù)荷的用電規(guī)律，繪制典型日負(fù)荷全時(shí)序特性曲線，然后在保證電 壓合格的基礎(chǔ)上，W配電網(wǎng)全網(wǎng)年度有功網(wǎng)損最小為目標(biāo)函數(shù)，建立配電網(wǎng)無功規(guī)劃數(shù)學(xué) 模型，再通過模型的求解得到各個(gè)時(shí)間斷面的配電網(wǎng)無功規(guī)劃結(jié)果，最后根據(jù)該無功規(guī)劃 結(jié)果確定各個(gè)節(jié)點(diǎn)的無功補(bǔ)償方案。
[0006] 上述計(jì)及負(fù)荷時(shí)序特性的配電網(wǎng)無功補(bǔ)償方法，所述方法包括W下步驟：
[0007] a.根據(jù)配電網(wǎng)各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷類型、負(fù)荷大小及各類負(fù)荷的時(shí)序數(shù)據(jù)，繪制典 型日負(fù)荷24時(shí)序特性曲線；
[000引 b.W各節(jié)點(diǎn)無功補(bǔ)償容量為優(yōu)化變量，建立配電網(wǎng)無功規(guī)劃數(shù)學(xué)模型：
[0009] 模型所采用的目標(biāo)函數(shù)為：
[0010]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種計(jì)及負(fù)荷時(shí)序特性的配電網(wǎng)無功補(bǔ)償方法，其特征是，所述方法首先根據(jù)配電 網(wǎng)各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷類型及各類負(fù)荷的用電規(guī)律，繪制典型日負(fù)荷全時(shí)序特性曲線，然后 在保證電壓合格的基礎(chǔ)上，以配電網(wǎng)全網(wǎng)年度有功網(wǎng)損最小為目標(biāo)函數(shù)，建立配電網(wǎng)無功 規(guī)劃數(shù)學(xué)模型，再通過模型的求解得到各個(gè)時(shí)間斷面的配電網(wǎng)無功規(guī)劃結(jié)果，最后根據(jù)該 無功規(guī)劃結(jié)果確定各個(gè)節(jié)點(diǎn)的無功補(bǔ)償方案。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)及負(fù)荷時(shí)序特性的配電網(wǎng)無功補(bǔ)償方法，其特征是，所述 方法包括以下步驟： a. 根據(jù)配電網(wǎng)各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷類型、負(fù)荷大小及各類負(fù)荷的時(shí)序數(shù)據(jù)，繪制典型日 負(fù)荷24時(shí)序特性曲線； b. 以各節(jié)點(diǎn)無功補(bǔ)償容量為優(yōu)化變量，建立配電網(wǎng)無功規(guī)劃數(shù)學(xué)模型： 模型所采用的目標(biāo)函數(shù)為：
式中：P1()SS_t為配電網(wǎng)在第t個(gè)時(shí)段負(fù)荷水平下的有功功率損耗；η ,為配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)個(gè) 數(shù)；k為電壓越界懲罰因子，取較大正常數(shù)；AUi t為在第t個(gè)時(shí)段負(fù)荷水平下的節(jié)點(diǎn)i的節(jié) 點(diǎn)電壓偏差，Ui t為節(jié)點(diǎn)i在第t個(gè)時(shí)段的節(jié)點(diǎn)電壓，U imin為節(jié)點(diǎn)電壓允許最小值，U imaxS 節(jié)點(diǎn)電壓允許最大值； 等式約束方程為：
式中Pu為節(jié)點(diǎn)i在第t個(gè)時(shí)段節(jié)點(diǎn)有功負(fù)荷；Q i t為節(jié)點(diǎn)i在第t個(gè)時(shí)段節(jié)點(diǎn)無功負(fù) 荷；Q' u為節(jié)點(diǎn)i在第t個(gè)時(shí)段無功補(bǔ)償設(shè)備投入量；U i t為節(jié)點(diǎn)i在第t個(gè)時(shí)段的節(jié)點(diǎn) 電壓；Uj t為節(jié)點(diǎn)j在第t個(gè)時(shí)段的節(jié)點(diǎn)電壓；G ^Bij為節(jié)點(diǎn)i、j之間的電導(dǎo)、電納，由配電 網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和線路參數(shù)得到；Θ U t為節(jié)點(diǎn)i、j之間第t個(gè)時(shí)段的電壓相角差，j e i，表示 所有與節(jié)點(diǎn)i相連的節(jié)點(diǎn)； 不等式約束方程為：
式中：Qj_t為在第t個(gè)時(shí)段補(bǔ)償點(diǎn)j的無功補(bǔ)償投入容量；T g t為在第t個(gè)時(shí)變壓器g 的變比；Qjmin為補(bǔ)償點(diǎn)無功補(bǔ)償容量下限；Q jmax為補(bǔ)償點(diǎn)無功補(bǔ)償容量上限；nu為裝設(shè)補(bǔ)償 設(shè)備的節(jié)點(diǎn)數(shù)Jgmin為變壓器變比下限；T gmax為變壓器變比上限；n t為可調(diào)壓變壓器臺(tái)數(shù)； c. 對(duì)上述模型進(jìn)行求解，得到配電網(wǎng)無功規(guī)劃結(jié)果，即配電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)24個(gè)時(shí)間斷面應(yīng) 投入的無功補(bǔ)償容量； d.根據(jù)求得的配電網(wǎng)無功規(guī)劃結(jié)果，確定各節(jié)點(diǎn)無功補(bǔ)償設(shè)備的安裝容量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的計(jì)及負(fù)荷時(shí)序特性的配電網(wǎng)無功補(bǔ)償方法，其特征是，根據(jù) 配電網(wǎng)無功規(guī)劃結(jié)果確定各節(jié)點(diǎn)無功補(bǔ)償設(shè)備安裝容量的具體方法為： ① 若某節(jié)點(diǎn)24個(gè)時(shí)間斷面的無功補(bǔ)償容量都等于零，則該節(jié)點(diǎn)不裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備； ② 若某節(jié)點(diǎn)無功補(bǔ)償容量大于零，則24個(gè)時(shí)間斷面中無功補(bǔ)償容量的最小值為該節(jié) 點(diǎn)固定無功補(bǔ)償設(shè)備的安裝容量，24個(gè)時(shí)間斷面中無功補(bǔ)償容量的最大值與最小值的差值 為該節(jié)點(diǎn)可投切無功補(bǔ)償設(shè)備的安裝容量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的計(jì)及負(fù)荷時(shí)序特性的配電網(wǎng)無功補(bǔ)償方法，其特征是，所述 配電網(wǎng)的電力負(fù)荷類型有四種，分別為工業(yè)負(fù)荷、商業(yè)負(fù)荷、市政生活負(fù)荷和農(nóng)業(yè)負(fù)荷。
【專利摘要】一種計(jì)及負(fù)荷時(shí)序特性的配電網(wǎng)無功補(bǔ)償方法，所述方法首先根據(jù)配電網(wǎng)各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷類型及各類負(fù)荷的用電規(guī)律，繪制典型日負(fù)荷全時(shí)序特性曲線，然后在保證電壓合格的基礎(chǔ)上，以配電網(wǎng)全網(wǎng)年度有功網(wǎng)損最小為目標(biāo)函數(shù)，建立配電網(wǎng)無功規(guī)劃數(shù)學(xué)模型，再通過模型的求解得到各個(gè)時(shí)間斷面的配電網(wǎng)無功規(guī)劃結(jié)果，最后根據(jù)該無功規(guī)劃結(jié)果確定各個(gè)節(jié)點(diǎn)的無功補(bǔ)償方案。本發(fā)明根據(jù)不同類型負(fù)荷典型日負(fù)荷全時(shí)序特性建立配電網(wǎng)無功規(guī)劃模型，不僅能準(zhǔn)確處理負(fù)荷的不確定問題，使規(guī)劃結(jié)果更接近于實(shí)際，而且還充分考慮了配電網(wǎng)負(fù)荷需求的時(shí)序互補(bǔ)特性，從而節(jié)約了無功補(bǔ)償設(shè)備的安裝容量，提高了配電網(wǎng)無功規(guī)劃配置的有效性。
【IPC分類】H02J3-18
【公開號(hào)】CN104836243
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510279961
【發(fā)明人】蘇海鋒, 陳麗
【申請(qǐng)人】華北電力大學(xué)（保定）
【公開日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年5月27日