CN111600314B - 一种针对低压配电网的晶闸管控串联补偿控制方法 - Google Patents

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CN111600314B CN202010549823.5A CN202010549823A CN111600314B CN 111600314 B CN111600314 B CN 111600314B CN 202010549823 A CN202010549823 A CN 202010549823A CN 111600314 B CN111600314 B CN 111600314B
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Abstract

本发明涉及一种针对低压配电网的晶闸管控串联补偿控制方法，属于电力系统领域，包括以下步骤：S1：建立LD‑TCSC拓扑结构；S2：以晶闸管延迟触发角作为主要控制变量，构建LD‑TCSC输出容抗、电阻和谐波电压的等效数学模型；S3：以电网有功功率损耗最小为目标，以功率守恒、电压可靠等为约束条件，建立控制优化模型，利用最优潮流来解决配电网络的电压分配、损耗抑制问题，开展设备输出的驱动；S4：利用安装节点附近运行数据，根据电网全局运行数据能否有效获取为判据，建立依赖实时数据的“on‑line”模式与依赖历史数据的“off‑line”模式，及其控制方法。

Description

一种针对低压配电网的晶闸管控串联补偿控制方法
技术领域
本发明属于电力系统领域，涉及一种针对低压配电网的晶闸管控串联补偿控制方法。
背景技术
低压配电网络位于系统的末端，其网架薄弱，线路长，线路线径小，负荷增长迅速，往往导致电压跌落严重，为了解决低压配电网中的低电压问题，电力系统工程师通常采用调整变压器分变比、加强网络建设、增加电力设备等措施。安装不间断电源(UPS)、静态无功补偿器(SVC)等电力设备是效率最高、费用最低、应用最广的电压改善手段，但因采用分散式布置方式，存在数量多、维护量大、开关动作频繁等问题。为了解决辐射状低压配电网结构下的电压集中改善问题，具有调整电压稳定、优化潮流分配、增强输送能力等功能晶闸管控制串联补偿技术(TCSC)，引起电力领域的广泛关注。
目前，国内相继开展许多晶闸管控制串联补偿技术在高压输电网或中压配电网中的应用研究，但鉴于LD-TCSC的特殊性，现有的控制方法与理论不能直接应用于LD-TCSC，其主要体现在以下两个方面：1)中高压线路中TCSC仅考虑等效容抗或感抗输出，其伴随输出的等效电阻与等效谐波电压同线路运行参数相比较小可忽略不计，然而，关于LD-TCSC的电阻与谐波电压输出必须加以考虑。2)在低压配电网拓扑结构十分复杂的条件下，仅依靠安装节点附近的运行数据与现有单目标控制方式，LD-TCSC难以实现配电网低电压问题的有效治理。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种针对低压配电网的晶闸管控串联补偿控制方法。为了满足低压配电网运行和效果与成本，提出基于晶闸管控串联补偿基本模块(TCSC)与固定电感串联补偿模块(FSL)构成标准拓扑结构。根据电压配电网线路参数特征与LD-TCSC结构特征，构建了包括容抗、电阻、谐波电压在内的输出量等效数学模型，优化了包含LD-TCSC的配电线路潮流分析的准确度。在先进配电管理系统(ADMS)中动态电压控制单元应用的基础上，构建了LD-TCSC的“on-line”或“off-line”运行模式，通过最优化控制方法实现了设备的驱动，实现了电压改善的目标。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种针对低压配电网的晶闸管控串联补偿控制方法，包括以下步骤：
S1：建立LD-TCSC拓扑结构：利用一个晶闸管控串联补偿基本模块(TCSC)与一个固定电感串联补偿模块(FSL)构成标准拓扑结构；
S2：建立LD-TCSC输出量的等效数学模型：以晶闸管延迟触发角作为主要控制变量，构建LD-TCSC输出容抗、电阻和谐波电压的等效数学模型；
S3：建立LD-TCSC控制模型：以先进配电管理系统(ADMS)为依托，以电网有功功率损耗最小为目标，以功率守恒、电压可靠等为约束条件，建立控制优化模型，利用最优潮流来解决配电网络的电压分配、损耗抑制等问题，开展设备输出的驱动；
S4：建立LD-TCSC控制策略：在充分利用安装节点附近运行数据的基础上，根据电网全局运行数据能否有效获取为判据，建立依赖先进配电管理系统(ADMS)实时数据的“on-line”模式与依赖历史数据的“off-line”模式，及其相应控制方法。
进一步，步骤S1中所述LD-TCSC拓扑结构包括串联的TCSC基本模块与FSL模块，所述TCSC基本模块包括一个电容组，以及与所述电容组并联可控晶闸管和晶闸管控电感，所述FSL模块包括一个固定串联电感，所述的可控晶闸管包括两个并联且方向相反的晶闸管。
进一步，步骤S2具体包括以下步骤：
S21：LD-TCSC输出基波容抗的数学模型
Figure SMS_1
Figure SMS_2
式中：α表示以电容过零点为基准的触发角；fN表示配电线路的工作频率；k表示自振荡频率标幺值；C表示电容器组的电容值；L1表示晶闸管控电感L1的电感值；L2表示固定串联电感L2的电感值；
S22：LD-TCSC输出基波电阻的数学模型
Figure SMS_3
式中：IL表示线路电流有效值；Pv(α)表示晶闸管损耗；Pcap(α)表示电容器损耗；PL1(α)表示电感L1损耗；PL2表示固定串联电感L2损耗；
其中，晶闸管损耗Pv(α)如下式表示：
Pv(α)＝1.15*2*(ITAV(α)*VTO+IRMS(α)2*rT)
Figure SMS_4
Figure SMS_5
Figure SMS_6
式中：VTO表示通态峰值压降；rT表示通态斜率电阻；ITAV(α)表示晶闸管通态平均电流；IRMS(α)表示晶闸管电流有效值；ITCR(α)表示晶闸管全导通时电流有效值；
电容器组等效损耗如下式表示：
Pcap(α)＝[IL*(XLD-TCSC(1)(α)+2πfNL2)]2*2πfNC*tanδ
式中：tanδ表示电容器损耗角正切值
电感的等效损耗如下式表示：
PL1(α)＝RL1*ITRMS(α)2
PL2＝RL2*IL 2
式中，RL1表示晶闸管控制电感L1的直流电阻值，RL2表示固定串联电感L2的直流电阻值；
S23：LD-TCSC输出谐波电压的数学模型
Figure SMS_7
式中，h表示谐波次数；UTCSC(h)(α)表示h次数谐波电容电压幅值。
进一步，步骤S3所述优化控制模型包括：
S31：目标函数
LD-TCSC控制的主要目标是通过设置最优的设备参数获取配电网输送过程中最小的有功损耗，输送损耗由线路有功损耗与LD-TCSC有功损耗构成，则目标函数表达式为：
Figure SMS_8
式中，PLINE ij表示配电网络中节点i与节点j之间线路的有功功率损耗；∑ijPLINE ij表示配电网络中所有节点之间线路的有功功率损耗；PLD-TCSC ij表示配电网络中节点i与节点j之间LD-TCSC的有功功率损耗；∑ijPLD-TCSC ij表示配电网络中所有节点之间LD-TCSC的有功功率损耗。
S32：功率守恒约束条件
配电网任意一支路首端节点功率守恒条件，则约束条件函数为：
Figure SMS_9
Figure SMS_10
式中：Pij和Qij表示由节点i经支路ij注入节点j的有功功率与无功功率；
Figure SMS_11
和/>
Figure SMS_12
表示节点j处出产生有功与无功功率；/>
Figure SMS_13
和/>
Figure SMS_14
表示节点j处消耗的有功与无功功率；QLINE ij表示配电网络中节点i与节点j之间线路的无功功率损耗；QLD-TCSC ij表示配电网络中节点i与节点j之间LD-TCSC的无功功率损耗；Cj表示除i节点外所有与j节点相连节点的集合；∑k∈ CjPjk和∑k∈CjQjk表示除支路ij之外所有与j节点相连的支路有功与无功功率之和。
S33：节点电压可靠约束条件
Vimin≤Vi≤Vimax
式中：Vimin表示允许的最低电压，Vimax表示允许的最高电压。
S34：延迟导通角输入范围约束条件
αcmin≤α≤αCmax
式中：αCmin·αCmax表示LD-TCSC在容性调节模式下延迟导通角的上下限范围；
S35：谐波输出约束条件
Figure SMS_15
式中：UL表示配电网络的额定电压；K表示谐波输出限制条件。
进一步，步骤S4所述建立LD-TCSC控制策略，具体包括：
S41：LD-TCSC的控制器依靠自身设备中的电流传感器(CT)与电压传感器(VT)模块采集安装点附近节点或支路的本地数据，包括节点电压、支路电流等，并利用5G或者GPRS尝试与ADMS取得通讯，若取得通讯，将采集的本地数据上传至ADMS，继续第S42步骤，否则跳到第S44步；
S42：根据上传的LD-TCSC本地数据，结合远端的智能电表获取变压器二次侧与负荷节点的电压、电流、功率等数据，通过优化潮流分析单元与配电网状态估计单元进一步处理数据，评估整个配电网的包括支路阻抗、节点功率、节点电压、支路电流等；动态电压控制单元评估分析数据是否完整，通过5G或GPRS将运行数据和评估结果发送到LD-TCSC的控制器；
S43：LD-TCSC如果收到完整运行数据，运行“on-line”模式，以变压器二次供电侧与所有负荷节点之间的支路构建基于全局潮流分析的控制模型，跳到第S45步，继续分析计算；若收到电网运行数据不完整，则跳到第S44步；控制模型以配电网内线路有功损耗最低作为评价目标，以线路节点允许运行电压下限VLmin和上限VLmax为电压可靠约束条件，结合功率守恒、延迟导通角范围、谐波输出控制约束条件，从而满足在配电网末端负荷电压的保障；
S44：LD-TCSC运行“off-line”模式，根据已存的历史运行数据获取配电网支路阻抗参数、负荷中枢点-末端负荷之间的历史最高线损电压Vloss；根据本地运行数据，“off-line”模式下，D-TCSC控制模型以供电中枢点与负荷中枢点之间的支路构建基于局域潮流分析的控制模型，继续第S45步；控制模型以配电网局域内线路有功损耗最低作为最优化目标，供电中枢点以线路节点允许运行电压下限VLmin和上限VLmax为电压可靠约束条件，负荷中枢点以下限VLmin+Vloss和上限VLmax为电压可靠约束条件，结合功率守恒、延迟导通角范围、谐波输出控制约束条件，从而满足在负荷点运行数据不可获取和配电网改线频繁条件下末端负荷电压的保障；
S45：根据标准粒子群算法，将延迟导通角设为种群的粒子，采用罚函数法将LD-TCSC的最优潮流控制模型设为种群的适应值函数，完成种群中粒子位置和速度的初始化，代入适应值函数，求解每个粒子的适应值；
S46：由个体极值与全局最优解更新粒子位置与速度，代入适应值函数，求解每个粒子的适应值；判断是否满足收敛条件，若满足则跳到第S47步；若不满足则开展自然选择操作，根据适应值将粒子群进行排序，将最优粒子的位置与速度替换较差粒子的，重复第S46步。
S47：输出全局最优的粒子作为LD-TCSC的控制延迟导通角。
本发明的有益效果在于：本发明基于TCSC+FSL的双模块设计的思路，在保持现有串补设备结构与技术特征的基础上，避免了在低压配电网中采用多TCSC模块方式，大幅降低了LD-TCSC成本。在现有串补技术仅考虑输出容抗或感抗的基础上，增补了基于晶闸管延迟导通角的等效电阻与谐波电压输出模型，使得包含LD-TCSC的配电线路潮流分析更加准确。根据ADMS系统的讯通情况，提出了LD-TCSC的“on-line”和“off-line”运行模式，实现了LD-TCSC的有效驱动。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为本发明所述低压LD-TCSC拓扑结构图；
图2为基于ADMS的LD-TCSC控制原理图；
图3为低压配电网的9节点分析模型。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
本发明提出一种针对低压配电网的晶闸管控串联补偿控制方法，本实施例以低压配电网的9节点分析模型中LD-TCSC的控制为例，低压配电网的九节点分析模型如附图3所示。
1、LD-TCSC拓扑结构
利用一个晶闸管控串联补偿基本模块(TCSC)与一个固定电感串联补偿模块(FSL)构成标准拓扑结构，如附图1所示，包括电容器组C，晶闸管控电感L1，串联电感L2，可控晶闸管，所述的可控晶闸管有两个晶闸管并联且方向相反。
2、LD-TCSC输出量的等效数学模型
以晶闸管延迟触发角作为主要控制变量，构建LD-TCSC输出容抗、电阻和谐波的等效数学模型。
2.1、LD-TCSC输出基波容抗的数学模型
Figure SMS_16
Figure SMS_17
式中：α表示以电容过零点为基准的触发角；fN表示配电线路的工作频率；k表示自振荡频率标幺值；C表示电容器组的电容值；L1表示晶闸管控电感L1的电感值；L2表示串联控电感L2的电感值；
2.2、LD-TCSC输出基波电阻的数学模型
Figure SMS_18
式中：IL表示线路电流有效值；Pv(α)表示晶闸管损耗；Pcap(α)表示电容器损耗；PL1(α)表示电感L1损耗；PL2表示电感损耗L2；Pcv(α)表示晶闸管的通态损耗。
①晶闸管损耗Pv(α)
Pv(α)＝1.15*2*(ITAV(α)*VTO+IRMS(α)2*rT)
Figure SMS_19
Figure SMS_20
Figure SMS_21
式中：VTO表示通态峰值压降；rT表示通态斜率电阻；ITAV(α)表示晶闸管通态平均电流；IRMS(α)表示晶闸管电流有效值；ITCR(α)表示晶闸管全导通时电流有效值
②电容器组等效损耗
Pcap(α)＝[IL*(XLD-TCSC(1)(α)+2πfNL2)]2*2πfNC*tanδ
式中：tanδ表示电容器损耗角正切值
③电感的等效损耗
PL1(α)＝RL1*ITRMS(α)2
PL2＝RL2*IL 2
式中，RL1表示晶闸管控制电感L1的直流电阻值，RL2表示串联电感L2的直流电阻值。
2.3、LD-TCSC输出谐波电压的数学模型
Figure SMS_22
式中，h表示谐波次数；UTCSC(h)(α)表示h次数谐波电容电压幅值。
在本实施例中，其具体参数如表1所示。表1 LD-TCSC设备主要模块参数设置表
Figure SMS_23
3、LD-TCSC控制模型
本发明以先进配电管理系统(ADMS)为依托，以电网有功功率损耗最小为目标，以功率守恒、电压等为约束条件，利用最优潮流来解决配电网络的电压分配、损耗抑制等问题，开展设备输出的驱动，控制优化模型如下：
3.1、目标函数
输送损耗由线路有功损耗与LD-TCSC有功损耗构成，则目标函数表达式为：
Figure SMS_24
式中，PLINE ij表示配电网络中节点i与节点j之间线路的有功功率损耗；∑ijPLINE ij表示配电网络中所有节点之间线路的有功功率损耗；PLD-TCSC ij表示配电网络中节点i与节点j之间LD-TCSC的有功功率损耗；∑ijPLD-TCSC ij表示配电网络中所有节点之间LD-TCSC的有功功率损耗。
3.2、功率守恒约束条件
配电网任意一支路首端节点功率守恒条件，则约束条件函数为：
Figure SMS_25
Figure SMS_26
式中：Pij和Qij表示由节点i经支路ij注入节点j的有功功率与无功功率；
Figure SMS_27
和/>
Figure SMS_28
表示节点j处出产生有功与无功功率；/>
Figure SMS_29
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Figure SMS_30
表示节点j处消耗的有功与无功功率；QLINE ij表示配电网络中节点i与节点j之间线路的无功功率损耗；QLD-TCSC ij表示配电网络中节点i与节点j之间LD-TCSC的无功功率损耗；Cj表示除i节点外所有与j节点相连节点的集合；∑k∈ CjPjk和∑k∈CjQjk表示除支路ij之外所有与j节点相连的支路有功与无功功率之和。
3.3、节点电压可靠约束条件
Vimin≤Vi≤Vimax
式中：Vimin表示允许的最低电压，Vimax表示允许的最高电压。
3.4、延迟导通角输入范围约束条件
acmin≤α≤αCmax
式中：αCmin·αCmax表示LD-TCSC在容性调节模式下延迟导通角的上下限范围。
3.5、谐波输出约束条件
Figure SMS_31
式中：UL表示配电网络的额定电压；K表示谐波输出限制条件。
控制LD-TCSC分别运行在“off-line”，“on-line”两种模式下。两种模式的运行条件如表2所示。
表2不同运行模式下LD-TCSC的主要运行条件
Figure SMS_32
根据表2所述的运行条件，建立具体的“off-line”与“on-line”模式下的LD-TCSC控制模型。
4、LD-TCSC控制策略
在充分利用安装节点附近运行数据的基础上，根据电网全局运行数据能否有效获取为判据，提出依赖先进配电管理系统(ADMS)实时数据的“on-line”模式与依赖历史数据的“off-line”模式，及其相应控制方法，如图2所示。
①LD-TCSC的控制器依靠自身设备中的电流传感器(CT)与电压传感器(VT)模块采集安装点附近节点或支路的本地数据，包括节点电压、支路电流等，并利用5G或者GPRS尝试与ADMS取得通讯，若取得通讯，将采集的本地数据上传至ADMS，继续第②步骤，否则跳到第④步；
②根据上传的LD-TCSC本地数据，结合远端的智能电表获取变压器二次侧与负荷节点的电压、电流、功率等数据，通过优化潮流分析单元与配电网状态估计单元进一步处理数据，评估整个配电网的包括支路阻抗、节点功率、节点电压、支路电流等。动态电压控制单元评估分析数据是否完整，通过5G或GPRS将运行数据和评估结果发送到LD-TCSC的控制器处。
③LD-TCSC如果收到完整运行数据，运行“on-line”模式，以变压器二次供电侧与所有负荷节点之间的支路构建基于全局潮流分析的控制模型，跳到第⑤步，继续分析计算；若收到电网运行数据不完整，则调到第④步。控制模型以配电网内线路有功损耗最低作为评价目标，以线路节点允许运行电压下限VLmin和上限VLmax为电压可靠约束条件，结合功率守恒、延迟导通角范围、谐波输出控制约束条件，从而满足在配电网末端负荷电压的保障。
④LD-TCSC运行“off-line”模式，根据已存的历史运行数据获取配电网支路阻抗参数、负荷中枢点-末端负荷之间的历史最高线损电压Vloss。根据本地运行数据，“off-line”模式下，D-TCSC控制模型以供电中枢点与负荷中枢点之间的支路构建基于局域潮流分析的控制模型，继续第⑤步。控制模型以配电网局域内线路有功损耗最低作为最优化目标，供电中枢点以线路节点允许运行电压下限VLmin和上限VLmax为电压可靠约束条件，负荷中枢点以下限VLmin+Vloss和上限VLmax为电压可靠约束条件，结合功率守恒、延迟导通角范围、谐波输出控制约束条件，从而满足在负荷点运行数据不可获取和配电网改线频繁条件下末端负荷电压的保障。
⑤根据标准粒子群算法，将延迟导通角设为种群的粒子，采用罚函数法将LD-TCSC的最优潮流控制模型设为种群的适应值函数，完成种群中粒子位置和速度的初始化，代入适应值函数，求解每个粒子的适应值。
⑥由个体极值与全局最优解更新粒子位置与速度，代入适应值函数，求解每个粒子的适应值。判断是否满足收敛条件，若满足则跳到第⑦步；若不满足则开展自然选择操作，根据适应值将粒子群进行排序，将最优粒子的位置与速度替换较差粒子的，重复第⑥步。
⑦输出全局最优的粒子作为LD-TCSC的控制延迟导通角。
综上所述，本发明整合电力电子、潮流分析、ADMS等技术，提出了适用于低压配电网的可控串联电容补偿技术电路拓扑、数学模型和控制方法等成果。
在现有高压TCSC与D-TCSC研究的基础上，通过相量分析法，提出了以适度过补偿为原则提供与线路电感反向电压实现低电压治理的基本原理。基于TCSC+FSL的双模块设计的思路，在保持现有串补设备结构与技术特征的基础上，避免了在低压配电网中采用多TCSC模块方式，大幅降低了LD-TCSC成本。
根据低压配电网运行特点，重视LD-TCSC电阻与谐波问题，在现有串补技术仅考虑输出容抗或感抗的基础上，增补了基于晶闸管延迟导通角的等效电阻与谐波电压输出模型，使得包含LD-TCSC的配电线路潮流分析更加准确。
在ADMS中电压优化控制应用通过并联电容、调节变压器抽头等现有方式的基础上，增加了串联调压的功能，并根据ADMS系统的讯通情况，提出了LD-TCSC的“on-line”和“off-line”运行模式，实现了LD-TCSC的有效驱动。
仿真分析结果如表3所示。
表3不同模式下配电运行情况一览表
Figure SMS_33
采用“off-line”和“on-line”模式，在无论LD-TCSC是否能够获取低压配电网的全局数据的情况下，均能有效的提升线路电压、降低包含LD-TCSC的线路有功损耗、限制输出谐波电压的影响，说明本发明提出控制策略的可行性。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种针对低压配电网的晶闸管控串联补偿控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：建立LD-TCSC拓扑结构：利用一个晶闸管控串联补偿基本模块TCSC与一个固定电感串联补偿模块FSL构成标准拓扑结构；
S2：建立LD-TCSC输出量的等效数学模型：以晶闸管延迟触发角作为主要控制变量，构建LD-TCSC输出容抗、电阻和谐波电压的等效数学模型；步骤S2具体包括以下步骤：
S21：LD-TCSC输出基波容抗的数学模型
Figure QLYQS_1
Figure QLYQS_2
式中：α表示以电容过零点为基准的触发角；fN表示配电线路的工作频率；k表示自振荡频率标幺值；C表示电容器组的电容值；L1表示晶闸管控电感L1的电感值；L2表示固定串联电感L2的电感值；
S22：LD-TCSC输出基波电阻的数学模型
Figure QLYQS_3
式中：IL表示线路电流有效值；Pv(α)表示晶闸管损耗；Pcap(α)表示电容器损耗；PL1(α)表示电感L1损耗；PL2表示固定串联电感L2损耗；
其中，晶闸管损耗Pv(α)如下式表示：
Pv(α)＝2*1.15*(ITAV(α)*VTO+IRMS(α)2*rT)
Figure QLYQS_4
Figure QLYQS_5
Figure QLYQS_6
式中：VTO表示通态峰值压降；rT表示通态斜率电阻；ITAV(α)表示晶闸管通态平均电流；IRMS(α)表示晶闸管电流有效值；ITCR(α)表示晶闸管全导通时电流有效值；
电容器组等效损耗如下式表示：
Pcap(α)＝[IL*(XLD-TCSC(1)(α)+2πfNL2)]2*2πfNC*tanδ
式中：tanδ表示电容器损耗角正切值
电感的等效损耗如下式表示：
PL1(α)＝RL1*ITRMS(α)2
PL2＝RL2*IL 2
式中，RL1表示晶闸管控制电感L1的直流电阻值，RL2表示固定串联电感L2的直流电阻值；
S23：LD-TCSC输出谐波电压的数学模型
Figure QLYQS_7
式中，h表示谐波次数；UTCSC(h)(α)表示h次数谐波电容电压幅值；
S3：建立LD-TCSC控制模型：以电网有功功率损耗最小为目标，以包括功率守恒、电压可靠为约束条件，建立控制优化模型，利用最优潮流来解决配电网络的电压分配、损耗抑制问题，开展设备输出的驱动；
S4：建立LD-TCSC控制策略：利用安装节点附近运行数据，根据电网全局运行数据能否有效获取为判据，建立依赖实时数据的“on-line”模式与依赖历史数据的“off-line”模式，及其控制方法。
2.根据权利要求1所述的针对低压配电网的晶闸管控串联补偿控制方法，其特征在于：步骤S1中所述LD-TCSC拓扑结构包括串联的TCSC基本模块与FSL模块，所述TCSC基本模块包括一个电容组，以及与所述电容组并联可控晶闸管和晶闸管控电感，所述FSL模块包括一个固定串联电感，所述的可控晶闸管包括两个并联且方向相反的晶闸管。
3.根据权利要求1所述的针对低压配电网的晶闸管控串联补偿控制方法，其特征在于：步骤S3所述LD-TCSC控制模型包括：
S31：目标函数
输送损耗由线路有功损耗与LD-TCSC有功损耗构成，则目标函数表达式为：
Figure QLYQS_8
式中，PLINE ij表示配电网络中节点i与节点j之间线路的有功功率损耗；∑ijPLINE ij表示配电网络中所有节点之间线路的有功功率损耗；PLD-TCSC ij表示配电网络中节点i与节点j之间LD-TCSC的有功功率损耗；∑ijPLD-TCSC ij表示配电网络中所有节点之间LD-TCSC的有功功率损耗；
S32：功率守恒约束条件
配电网任意一支路首端节点功率守恒条件，则约束条件函数为：
Figure QLYQS_9
Figure QLYQS_10
式中：Pij和Qij表示由节点i经支路ij注入节点j的有功功率与无功功率；
Figure QLYQS_11
和/>
Figure QLYQS_12
表示节点j处出产生有功与无功功率；/>
Figure QLYQS_13
和/>
Figure QLYQS_14
表示节点j处消耗的有功与无功功率；QLINE ij表示配电网络中节点i与节点j之间线路的无功功率损耗；QLD-TCSC ij表示配电网络中节点i与节点j之间LD-TCSC的无功功率损耗；Cj表示除i节点外所有与j节点相连节点的集合；∑k∈CjPjk和∑k∈CjQjk表示除支路ij之外所有与j节点相连的支路有功与无功功率之和；/>
S33：节点电压可靠约束条件
Vimin≤Vi≤Vimax
式中：Vimin表示允许的最低电压，Vimax表示允许的最高电压；
S34：延迟导通角输入范围约束条件
αcmin≤α≤αCmax
式中：αCmin.αCmax表示LD-TCSC在容性调节模式下延迟导通角的上下限范围；
S35：谐波输出约束条件
Figure QLYQS_15
式中：UL表示配电网络的额定电压；K表示谐波输出限制条件。
4.根据权利要求1所述的针对低压配电网的晶闸管控串联补偿控制方法，其特征在于：步骤S4所述建立LD-TCSC控制策略，具体包括：
S41：LD-TCSC的控制器依靠自身设备中的电流传感器CT与电压传感器VT模块采集安装点附近节点或支路的本地数据，并尝试与ADMS取得通讯，若取得通讯，将采集的本地数据上传至ADMS，继续第S42步骤，否则跳到第S44步；
S42：根据上传的LD-TCSC本地数据，结合远端的智能电表获取变压器二次侧与负荷节点的电压、电流、功率数据，通过优化潮流分析单元与配电网状态估计单元进一步处理数据，评估整个配电网的包括支路阻抗、节点功率、节点电压、支路电流；动态电压控制单元评估分析数据是否完整，将运行数据和评估结果发送到LD-TCSC的控制器；
S43：LD-TCSC如果收到完整运行数据，运行“on-line”模式，以变压器二次供电侧与所有负荷节点之间的支路构建基于全局潮流分析的控制模型，跳到第S45步，继续分析计算；若收到电网运行数据不完整，则跳到第S44步；控制模型以配电网内线路有功损耗最低作为评价目标，以线路节点允许运行电压下限VLmin和上限VLmax为电压可靠约束条件，结合功率守恒、延迟导通角范围、谐波输出控制约束条件，从而满足在配电网末端负荷电压的保障；
S44：LD-TCSC运行“off-line”模式，根据已存的历史运行数据获取配电网支路阻抗参数、负荷中枢点-末端负荷之间的历史最高线损电压Vloss；根据本地运行数据，“off-line”模式下，LD-TCSC控制模型以供电中枢点与负荷中枢点之间的支路构建基于局域潮流分析的控制模型，继续第S45步；控制模型以配电网局域内线路有功损耗最低作为最优化目标，供电中枢点以线路节点允许运行电压下限VLmin和上限VLmax为电压可靠约束条件，负荷中枢点以下限VLmin+Vloss和上限VLmax为电压可靠约束条件，结合功率守恒、延迟导通角范围、谐波输出控制约束条件，从而满足在负荷点运行数据不可获取和配电网改线频繁条件下末端负荷电压的保障；
S45：根据标准粒子群算法，将延迟导通角设为种群的粒子，采用罚函数法将LD-TCSC的最优潮流控制模型设为种群的适应值函数，完成种群中粒子位置和速度的初始化，代入适应值函数，求解每个粒子的适应值；
S46：由个体极值与全局最优解更新粒子位置与速度，代入适应值函数，求解每个粒子的适应值；判断是否满足收敛条件，若满足则跳到第S47步；若不满足则开展自然选择操作，根据适应值将粒子群进行排序，将最优粒子的位置与速度替换较差粒子的，重复第S46步；
S47：输出全局最优的粒子作为LD-TCSC的控制延迟导通角。
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