CN101635463B - 变电站电容器组容量的无功配置方法 - Google Patents

Abstract

一种变电站电容器组容量的无功配置方法，涉及电力系统无功配置技术领域，所解决的是提高无功优化效果及缩小历史样本残差放大效应的技术问题。该方法的具体步骤如下：先得到变电站电容器的组数及最大片数及配置电容器组的各种配置方式的集合；再划分时间段，设置每天的时间点数目；然后取一个需要进行配置的时间段，获取对应历史时间段数据；然后再将各种配置方式的总无功补偿值与历史时间段数据进行条件极值计算；最后求取各条件极值代数和中的最小值，得到各电容器组的配置容量，并以此结果对所取时间段的变电站电容器组进行配置改造。本发明提供的方法，能提高整个网络的无功优化效果，有效缩小历史样本残差放大效应。

Description

变电站电容器组容量的无功配置方法

技术领域

本发明涉及电力系统无功配置的技术，特别是涉及一种用于输配电网的变电站电容器组容量的无功配置方法的技术。

背景技术

在新建变电站时，变电站电容器组容量的无功配置一般都参照经验数据，通过主变容量与经验数据的对照按比例进行简单计算得到，这种计算很难准确预测到该变电站未来负荷的变化情况，在投运以后经常出现无功补充过量或者不足。

无功优化是能量管理系统(Energy Management System，EMS)的重要组成部分，其功能是在当前输配电网结构上，采用一定的方法优化配置当前网络中的无功资源，使网络中的无功尽量就地平衡，减少系统电能损耗，提高配电网用户侧电压水平。

目前的无功优化方法集中于对已有的多个厂站的电容器组的优化组合，并不修改电容器组的容量，通过投切电容器对当前电网进行无功优化，从而达到降低网损的目的。这种优化组合的方法会导致某些变电站的电容器容量对本区域来说并不是最优的配置，从而影响了整个网络的无功优化效果。另外，这种优化组合的方法通常都对目标函数采用最小二乘法，从而容易造成历史样本的残差放大效应。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能提高整个网络的无功优化效果，有效缩小历史样本残差放大效应的变电站电容器组容量的无功配置方法。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种变电站电容器组容量的无功配置方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)根据变电站的电容器模型，得到电容器的组数G，以及每组电容器的最大片数W_max；

2)以排列组合方式对变电站的电容器组进行容量配置，得到各种配置方式的集合；

3)根据电网设备巡检周期划分时间段，设置每天的时间点数目；

4)取一个需要进行配置的时间段，并根据该时间段获取变电站在历史时间段中每个时间点的数据，计算出该历史时间段的无功负荷需求数值D(T)，及该历史时间段中各时间点的无功负荷需求数值D(t)；

其中，T为该历史时间段的天数，t为该历史时间段中的时间点，其取值范围为[0，n*T]，其中n为每天的时间点数目；

5)取一个未计算过的配置方式，得到采用该配置后变电站的总无功补偿值为：

$Q\left(C_{i,j}{W}_i\right)=\underset{i=1}{\overset{G}{\mathrm{\Σ}}}{C}_{i,j}{W}_i{B}_i;$

其中，G为变电站的电容器组数，W_i为第i组电容器组的电容器片数，C_i，j为第i组电容器组中第j片电容器的容量值，C_i，jW_i为第i组电容器组投入W_i片电容后的无功容量值，B_i为第i组电容器组的投运系数；

其中，W_i∈[1，W_imax]，B_i∈[0，1]，C_i，j为常数；

其中，B_i的值为1时为投运，为0时为不投运；

6)将步骤5所得到的变电站的总无功补偿值与历史时间段中每个时间点的无功负荷需求数值D(t)进行条件极值计算，得到：

$Q(C_{i,j}{W}_i,t)=\left\{\begin{array}{cc}\min (Q\left(C_{i,j}{W}_i\right)-D\left(t\right))& \mathrm{ifQ}\left(C_{i,j}{W}_i\right)-D\left(t\right)<1\\ \sqrt{\left(\min (Q\left(C_{i,j}{W}_i\right)-D\left(t\right))\right)}& \mathrm{ifQ}\left(C_{i,j}{W}_i\right)-D\left(t\right)\&GreaterEqual;1\end{array}\right.;$

7)计算历史时间段中各条件极值的代数和，得到：

$F\left(C_{i,j}{W}_i\right)=\underset{i=1}{\overset{t}{\mathrm{\&Sigma;}}}Q(C_{i,j}{W}_i,t);$

其中，该式中t＝n*T；

8)重复步骤5至步骤7，直至所有的配置方式都计算完毕；

9)求取各条件极值代数和中的最小值，得到各电容器组的配置容量C_i，jW_i，并以此结果对所取时间段的变电站电容器组进行配置改造。

进一步的，在步骤3中根据电网设备巡检周期按月划分时间段，并设置每天的时间点数目为1440个。

本发明提供的变电站电容器组容量的无功配置方法，根据历史时间段的历史数据，通过条件极值计算方式计算出变电站电容器组的最优容量配置，并根据计算结果对对应时间段的变电站电容器组进行配置改造，从而达到优化变电站的无功配置，提高功率因数，降低网损的目的；该无功配置方法计算简单且数值解稳定，不存在收敛性问题，能提高整个网络的无功优化效果，有效缩小历史样本残差放大效应。

附图说明

图1是本发明实施例变电站电容器组容量的无功配置方法的配置流程图。

具体实施方式

以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。

如图1所示，本发明实施例所提供的一种变电站电容器组容量的无功配置方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)根据变电站的电容器模型，得到电容器的组数G，以及每组电容器的最大片数W_max；

2)以排列组合方式对变电站的电容器组进行容量配置，得到各种配置方式的集合；

3)根据电网设备巡检周期划分时间段，设置每天的时间点数目；

4)取一个需要进行配置的时间段，并根据该时间段获取变电站在历史时间段中每个时间点的数据，计算出该历史时间段的无功负荷需求数值D(T)，及该历史时间段中各时间点的无功负荷需求数值D(t)；

其中，T为该历史时间段的天数，t为该历史时间段中的时间点，其取值范围为[0，n*T]，其中n为每天的时间点数目；

5)取一个未计算过的配置方式，得到采用该配置后变电站的总无功补偿值为：

$Q\left(C_{i,j}{W}_i\right)=\underset{i=1}{\overset{G}{\mathrm{\&Sigma;}}}{C}_{i,j}{W}_i{B}_i;$

其中，G为变电站的电容器组数，W_i为第i组电容器组的电容器片数，C_i，j为第i组电容器组中第j片电容器的容量值，C_i，jW_i为第i组电容器组投入W_i片电容后的无功容量值，B_i为第i组电容器组的投运系数；

其中，W_i∈[1，W_imax]，B_i∈[0，1]，C_i，j为常数；

其中，B_i的值为1时为投运，为0时为不投运；

6)将步骤5所得到的变电站的总无功补偿值与历史时间段中每个时间点的无功负荷需求数值D(t)进行条件极值计算，得到：

$Q(C_{i,j}{W}_i,t)=\left\{\begin{array}{cc}\min (Q\left(C_{i,j}{W}_i\right)-D\left(t\right))& \mathrm{ifQ}\left(C_{i,j}{W}_i\right)-D\left(t\right)<1\\ \sqrt{\left(\min (Q\left(C_{i,j}{W}_i\right)-D\left(t\right))\right)}& \mathrm{ifQ}\left(C_{i,j}{W}_i\right)-D\left(t\right)\&GreaterEqual;1\end{array}\right.;$

7)计算历史时间段中各条件极值的代数和，得到：

$F\left(C_{i,j}{W}_i\right)=\underset{i=1}{\overset{t}{\mathrm{\&Sigma;}}}Q(C_{i,j}{W}_i,t);$

其中，该式中t＝n*T；

8)重复步骤5至步骤7，直至所有的配置方式都计算完毕；

9)求取各条件极值代数和中的最小值，得到各电容器组的配置容量C_i，jW_i，并以此结果对所取时间段的变电站电容器组进行配置改造。

本发明实施例中的步骤3中，根据电网设备巡检周期按月划分时间段，并设置每天的时间点数目为1440个。

Claims (2)

1.一种变电站电容器组容量的无功配置方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)根据变电站的电容器模型，得到电容器的组数G，以及每组电容器的最大片数W_max；

2)以排列组合方式对变电站的电容器组进行容量配置，得到各种配置方式的集合；

3)根据电网设备巡检周期划分时间段，设置每天的时间点数目；

4)取一个需要进行配置的时间段，并根据该时间段获取变电站在历史时间段中每个时间点的数据，计算出该历史时间段的无功负荷需求数值D(T)，及该历史时间段中各时间点的无功负荷需求数值D(t)；

其中，T为该历史时间段的天数，t为该历史时间段中的时间点，其取值范围为[0，n*T]，其中n为每天的时间点数目；

5)取一个未计算过的配置方式，得到采用该配置后变电站的总无功补偿值为：

$Q\left(C_{i,j}{W}_i\right)=\underset{i=1}{\overset{G}{\mathrm{\&Sigma;}}}{C}_{i,j}{W}_i{B}_i;$

其中，G为变电站的电容器组数，W_i为第i组电容器组的电容器片数，C_i，j为第i组电容器组中第j片电容器的容量值，C_i，jW_i为第i组电容器组投入W_i片电容后的无功容量值，B_i为第i组电容器组的投运系数；

其中，W_i∈[1，W_imax]，B_i∈[0，1]，C_i，j为常数，W_imax为第i组电容器的最大片数；

其中，B_i的值为1时为投运，为0时为不投运；

6)将步骤5所得到的变电站的总无功补偿值与历史时间段中每个时间点的无功负荷需求数值D(t)进行条件极值计算，得到：

$Q(C_{i,j}{W}_i,t)=\left\{\begin{array}{cc}\min (Q\left(C_{i,j}{W}_i\right)-D\left(t\right))& \mathrm{ifQ}\left(C_{i,j}{W}_i\right)-D\left(t\right)<1\\ \sqrt{\left(\min (Q\left(C_{i,j}{W}_i\right)-D\left(t\right))\right)}& \mathrm{ifQ}\left(C_{i,j}{W}_i\right)-D\left(t\right)\&GreaterEqual;1\end{array};\right.$

7)计算历史时间段中各条件极值的代数和，得到：

$F\left(C_{i,j}{W}_i\right)=\underset{i=1}{\overset{t}{\mathrm{\&Sigma;}}}Q(C_{i,j}{W}_i,t);$

其中，该式中t＝n*T；

8)重复步骤5至步骤7，直至所有的配置方式都计算完毕；

9)求取各条件极值代数和中的最小值，得到各电容器组的配置容量C_i，jW_i，并以此结果对所取时间段的变电站电容器组进行配置改造。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤3中根据电网设备巡检周期按月划分时间段，并设置每天的时间点数目为1440个。

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