CN109412167A - 一种配电网无功补偿节点的选择方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种配电网无功补偿节点的选择方法，包括如下几个步骤：①选择前推回代法作为配电网无功优化过程的潮流算法；②利用灵敏度分析确定无功补偿点：通过对系统有功损耗对节点无功注入的灵敏度进行排序，选择灵敏度绝对值较大的数个节点作为无功补偿节点。本发明研究配电网节能补偿技术，确定无功补偿最佳补偿点选取方式、以及配电网无功优化，对提高配电网运行效率、降低电能损耗具有重要的理论意义和现实意义。

Description

一种配电网无功补偿节点的选择方法

技术领域

本发明涉及配网技术领域。

背景技术

目前配电网作为电力系统的重要环节，一般在电力系统的末端，直接与用户联系、向用户供应电能、分配电能，因此提高配电网的可靠性对保证用户用电质量、提高人民生活水平具有重要意义。所以要对配电网进行无功优化和无功补偿，来维持配网的电压水平，提高电能质量，降低无功交换，减小电能损耗。

传统的无功负荷补偿点一般按以下原则确定：1)根据网络结构的特点，选择几个中枢点实现对其他节点电压的控制；2)根据无功就地平衡原则，选择无功负荷较大的节点；3)无功分层平衡，即避免不同电压等级的无功相互流动，以提高系统运行的经济性；4)网络中的无功补偿不应低于0.7的标准。然而，该无功补偿原则完全靠规划人员的经验，所确定的无功补偿点不一定是符合实际需要的补偿点。而且，目前的状况是在配网中高压侧集中补偿居多，中压侧分散补偿很少。因此在10kV配电线路末端实施无功补偿已日益迫切。但配网中节点很多，分布多呈辐射状，这种多节点、多约束的无功优化规划给大规模的计算带来了困难。所以，必须寻找一种方法，确定无功补偿点，显得尤为重要。因此，有必要研究新的无功补偿点确定的方法，让最需要补偿的节点得到最佳的补偿。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能有效提高配电网运行效率的配电网无功补偿节点的选择方法。

实现本发明目的的技术方案是一种配电网无功补偿节点的选择方法，包括如下几个步骤：

①选择前推回代法作为配电网无功优化过程的潮流算法；

②利用灵敏度分析确定无功补偿点：通过对系统有功损耗对节点无功注入的灵敏度进行排序，选择灵敏度绝对值较大的数个节点作为无功补偿节点；

配电网的有功网损为：

节点无功变化Q_i对配网系统有功网损P_L的灵敏度为：

经过变换可写为：

其中，对第i个节点有：V_i、V_i为节点i、j的电压值，G_ij、B_ij和θ_ij分别为节点i、j之间的电导、电纳和电压相角差；

从中选择灵敏度高于平均值的节点，作为无功补偿的候选投切点。

进一步的，步骤②中：节点无功变化Q_i对配网系统有功网损P_L的灵敏度：

经过变换可写为：

灵敏度矩阵S_PLQi中的各元素可由牛顿-拉夫逊法潮流计算中的雅可比矩阵求得。

本发明具有积极的效果：本发明在配电网无功补偿时，首先要确定合适的补偿点。合理地选择无功补偿点，并对配电网无功合理配置，能够有效地维持电压水平并提高电力系统运行的稳定性，还可避免无功的远距离传输，从而降低有功网损和无功网损，减少配电网损耗。潮流计算是电力系统最基本的运算，在无功补偿节点优选的过程中，需要通过潮流计算更新电网的稳态数据，为寻优进程提供最新数据。根据几种典型配网潮流算法的特点，要选择一种收敛性好、速度快的潮流算法。而前推回代法不需要对系数矩阵求一阶导数，在计算过程中保持系数矩阵不变，它的计算对象为线性方程，具有一阶收敛性，收敛性能出色，适合作为配电网无功优化过程的潮流算法。然后，利用灵敏度分析原理，通过对系统有功损耗对节点无功注入的灵敏度进行排序，选择灵敏度绝对值较大的数个节点作为无功补偿节点，使无功补偿具有较好的经济性。按照以此选择的无功补偿节点进行补偿，对提高配电网运行效率、降低电能损耗具有重要的理论意义和现实意义。本发明通过确定合适的补偿点，既可以提高经济效益，同时有助于提高配电网的电能质量，具有良好的社会效益、良好的应用价值和推广应用前景。

具体实施方式

(实施例1)

本实施例的一种配电网无功补偿节点的选择方法，包括如下几个步骤：

①分析各种配网潮流算法的优劣，选择收敛性好、速度快的前推回代法作为配电网无功优化过程的潮流算法，此方法符合了无功优化的效率要求。

②利用灵敏度分析确定无功补偿点：通过对系统有功损耗对节点无功注入的灵敏度进行排序，选择灵敏度绝对值较大的数个节点作为无功补偿节点，使无功补偿具有较好的经济性。

配电网的有功网损为：

节点无功变化Q_i对配网系统有功网损P_L的灵敏度为：

经过变换可写为：

其中，对第i个节点有：而灵敏度矩阵S_PLQi中的各元素可由牛顿-拉夫逊法潮流计算中的雅可比矩阵求得。V_i、V_i为节点i、j的电压值， G_ij、B_ij和θ_ij分别为节点i、j之间的电导、电纳和电压相角差。从中选择灵敏度高于平均值的节点，作为无功补偿的候选投切点，从而缩小了配电网无功补偿节点的搜索空间。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴之内。

Claims (2)

1.一种配电网无功补偿节点的选择方法，其特征在于包括如下几个步骤：

①选择前推回代法作为配电网无功优化过程的潮流算法；

②利用灵敏度分析确定无功补偿点：通过对系统有功损耗对节点无功注入的灵敏度进行排序，选择灵敏度绝对值较大的数个节点作为无功补偿节点；

配电网的有功网损为：

节点无功变化Q_i对配网系统有功网损P_L的灵敏度为：

经过变换可写为：

其中，对第i个节点有：V_i、V_i为节点i、j的电压值，G_ij、B_ij和θ_ij分别为节点i、j之间的电导、电纳和电压相角差；

从中选择灵敏度高于平均值的节点，作为无功补偿的候选投切点。

2.根据权利要求1所述的一种配电网无功补偿节点的选择方法，其特征在于：步骤②中：节点无功变化Q_i对配网系统有功网损P_L的灵敏度：

经过变换可写为：

灵敏度矩阵S_PLQi中的各元素可由牛顿-拉夫逊法潮流计算中的雅可比矩阵求得。