CN112039082B - 基于损耗最小的配电网低电压调节设备优化配置方法及系统 - Google Patents

基于损耗最小的配电网低电压调节设备优化配置方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于损耗最小的配电网低电压调节设备优化配置方法及系统,方法包括以下过程:获取配电网系统的电压不合格节点集合;确定单个电压不合格节点配置电压调节设备的视在容量,重新对配电网进行仿真获得电压不合格节点集合,重复以上过程,直至所有节点电压合格,获得各电压不合格节点配置电压调节设备的视在容量。本发明方法按照损耗最小为目标为各电压不合格节点配置电压调节设备,与在各个电压不合格节点加装设备相比,即可达到电压调节的目的,也减少了设备安装数量,保证了运行的经济性,达到了提升电压的目的。

Description

基于损耗最小的配电网低电压调节设备优化配置方法及系统
技术领域
本发明属于配电网技术领域,具体涉及一种基于损耗最小的配电网低电压调节设备优化配置方法,还涉及一种基于损耗最小的配电网低电压调节设备优化配置系统。
背景技术
近年来,配电网线路中因电源和负荷的容量和特性与规划设计不符,或者设备老化,损耗过高,导致的部分配电网线路电压越限问题时有发生。部分电压越限呈现出不稳定、周期性、具有瞬变特征等特点。目前配电网解决电压越限问题大多采用配电调压变、无功补偿设备等,无功补偿设备可以调节配电线路因无功变化带来的电压损耗,但无法改变有功功率流经线路造成的电压降落,在这种情况下可应用配电调压变直接改变配电线路的电压,根据电压的变化变更配电变的抽头来调节配电变变比,达到调节配电变输出电压的目的。可调节变比的配电变有固定抽头和有载调压变两种形式,固定抽头配电变只能停电经人工操作改变变压器变比,不适用于短期内电压变化频繁的场合;有载调压变调节次数过多容易造成调压触点损坏,且有载调压变调节时间长,不适用于对电能质量要求较高的工业用户。
电力电子型低电压调节设备可调节电压的幅值、相位、功率因数等多项电能指标,调节速度快、调节特性灵活可变且兼具调节电能质量的特点,部分厂家已开始研制并应用于工程现场。由于配电网线路拓扑结构复杂,各节点连接的电源、负荷的特性以及分布等都存在多种可能,电力电子型调压设备造价较高,且运维工作量大于配电变压器,因此,需要研究配电线路的最优设备配置节点,以减少投资和运维工作量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足,提供了一种基于损耗最小的配电网低电压调节设备优化配置方法及系统,按照损耗最小为目标为各电压不合格节点配置电压调节设备。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种基于损耗最小的配电网低电压调节设备优化配置方法,包括以下过程:
获取配电网系统的电压不合格节点集合;
确定单个电压不合格节点配置电压调节设备的视在容量,其具体包括:
按各电压不合格节点的电压调节至额定值为基准,计算得到各电压不合格节点的节点损耗变化值;
对各电压不合格节点的节点损耗变化值从低到高进行排序,获取节点损耗变化值最低对应的电压不合格节点;
将该电压不合格节点的电压调节至满足电压约束条件下限要求,计算得到在该节点需配置的视在容量;
根据该视在容量对电压调节设备选型,确定该节点最终配置电压调节设备的视在容量;
重新对配电网进行仿真获得电压不合格节点集合,重复以上确定单个电压不合格节点配置电压调节设备的视在容量过程,直至所有节点电压合格,获得各电压不合格节点配置电压调节设备的视在容量。
本发明方法从节点损耗变化值最低对应的电压不合格节点开始配置电压调节设备,实现了损耗最小的目标,即可达到电压调节的目的,也减少了设备安装数量。
进一步的,所述按各电压不合格节点的电压调节至额定值为基准,计算得到各电压不合格节点的节点损耗变化值,包括:
获取配电网支路对各个电压不合格节点电压幅值调节的损耗变化率;
计算得到各电压不合格节点的节点损耗综合调节能力;
按各电压不合格节点的电压调节至额定值为基准,获取各电压不合格节点的目标调节电压变化值;
计算得到各电压不合格节点的节点损耗变化值。
进一步的,所述获取配电网支路对各个电压不合格节点电压幅值调节的损耗变化率,包括:
配电网中任意节点m的电压变化量为ΔVm,配电网ij支路对节点m电压幅值调节的损耗变化率为:
Figure BDA0002656301270000031
式(5)中,ΔVm为节点电压变化值;ΔPij和ΔQij分别为配电网ij支路在节点m电压变化量为ΔVm时的有功损耗和无功损耗变化量;ΔPmij和ΔQmij为配电网ij支路对节点m电压幅值调节的有功损耗变化率和无功损耗变化率。
进一步的,所述计算得到各电压不合格节点的节点损耗综合调节能力,包括:
节点m的节点损耗综合调节能力ΔPvm、ΔQvm由如下公式评估:
Figure BDA0002656301270000032
式(6)中,T为配电网支路集合,ΔPvm和ΔQvm为节点m的节点有功损耗综合调节能力和节点无功损耗综合调节能力。
进一步的,所述计算得到各电压不合格节点的节点损耗变化值,包括:
在节点m配置电压调节设备后,配电网区域内节点损耗变化值估算如下:
Figure BDA0002656301270000041
式(7)中,ΔVmr为节点m在配置设备前后的电压调节变化值,ΔPm和ΔQm为节点m配置设备后配电网中各支路的总有功损耗和总无功损耗变化值。
进一步的,所述对各电压不合格节点的节点损耗变化值从低到高进行排序,包括:
对各电压不合格节点的节点有功损耗变化值从低到高进行排序;
或者,对各电压不合格节点的节点无功损耗变化值从低到高进行排序。
进一步的,所述计算得到在电压不合格节点需配置的视在容量,包括:
电压调节设备的调节容量为:
Figure BDA0002656301270000042
式1中,Ss为设备视在容量;SN为线路流通计算功率,取该线路在最大运行方式下流过的功率;Vs为在线路流通功率为SN时,节点安装视在容量为Ss设备前后的电压变化值;VN为线路额定电压。
进一步的,所述确定单个电压不合格节点配置电压调节设备的视在容量之后,还包括:
确认该电压不合格节点电压满足配电网电压允许波动范围;
确认配电网区域内其余节点电压不超过电压约束条件上限要求。
第二方面,本发明还提供了一种基于损耗最小的配电网低电压调节设备优化配置系统,包括:
不合格节点获取模块,被配置用于获取配电网系统的电压不合格节点集合;
单个节点配置设备模块,被配置用于确定单个电压不合格节点配置电压调节设备的视在容量,其具体包括:
节点损耗计算单元,被配置用于按各电压不合格节点的电压调节至额定值为基准,计算得到各电压不合格节点的节点损耗变化值;
节点损耗排序单元,被配置用于对各电压不合格节点的节点损耗变化值从低到高进行排序,获取节点损耗变化值最低对应的电压不合格节点;
配置容量计算单元,被配置用于将该电压不合格节点的电压调节至满足电压约束条件下限要求,计算得到在该节点需配置的视在容量;
配置设备确定单元,被配置用于根据该视在容量对电压调节设备选型,确定该节点最终配置电压调节设备的视在容量;
所有节点配置设备模块,被配置用于重新对配电网进行仿真获得电压不合格节点集合,重复执行单个节点配置设备模块,直至所有节点电压合格,获得各电压不合格节点配置电压调节设备的视在容量。
与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:本发明方法按照损耗最小为目标为各电压不合格节点配置电压调节设备,与在各个电压不合格节点加装设备相比,即可达到电压调节的目的,也减少了设备安装数量,保证了运行的经济性,达到了提升电压的目的。
附图说明
图1为配电网低电压调节设备的简化模型;
图2为示例配电网线路示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明方法计算配电网中各个节点的电压调节对配电网区域的线路损耗的变化量值,得出各节点的损耗综合调节能力值,根据电压调节要求和节点的损耗综合调节能力,给出设备配置的损耗最小优化配置方案。
实施例1
本发明的一种基于损耗最小的配电网低电压调节设备优化配置方法,包括:
1、配电网低电压调节设备简化模型
配电网低电压调节设备(可简称电压调节设备或设备),假设为电压调节模式,可调节电压的幅值,其简化模型如附图1所示。图1中V1和V2表示电压调节设备两侧电压,Vs为设备等效电源电压,Zs为设备等效电源内阻。设备工作时,根据工作目标,给出符合调节目标的Vs值,达到改善线路电压的目的。
电压调节设备调节容量有限,其所在线路的流通计算功率和调节电压能力满足如下关系式:
Figure BDA0002656301270000061
式1中,Ss为设备视在容量;SN为线路流通计算功率,取该线路在最大运行方式下流过的功率;Vs为在线路流通功率为SN时,某节点安装视在容量为Ss设备前后的电压变化值;VN为线路额定电压。在线路流通功率小于等于SN时,节点电压调节范围可达到Vs
式1说明,在给定设备视在容量的情况下,设备的电压调节能力与实际流过设备的线路功率成反比;在线路功率不变的情况下,设备的视在容量选择与设备电压调节能力成正比。
本发明中,电压调节设备的调节方案是仅改变节点电压幅值,不改变其相位。选择设备时,根据设备规格,选用满足设备计算视在容量的最小视在容量设备。如设备规格分别为20、30和50kVA,计算出Ss为15kVA,则选用20kVA设备。
2、配电负荷模型
对于n个节点的配电网,第i个节点的配电网负荷采用以下模型:
Figure BDA0002656301270000071
式中,Pfi和Qfi为节点i流出的有功负荷和无功负荷,PN和QN为节点i的额定有功负荷和无功负荷,Vi为节点i的电压有效值,VN为线路额定电压,api、bpi和cpi分别为有功负荷系数,aqi、bqi和cqi分别为无功负荷系数,其中,api和aqi为恒阻抗有功负荷和无功负荷系数,bpi和bqi为恒电流有功负荷和无功负荷系数,cpi和cqi为恒功率有功负荷和无功负荷系数;
3、配电网潮流计算
配电网电压调节设备可调节节点电压幅值和相位,在只关注电压幅值合格率的条件下,配电网电压调节设备可将全部能力用于调节电压幅值。因此,可计算各节点对其他节点的电压幅值调节程度,用于筛选电压幅值控制的灵敏点。
对于n个节点的配电网,第i个节点的配电网系统潮流计算方程为:
Figure BDA0002656301270000072
式中:j表示与节点i相连的母线节点;w为配网中与节点i连接的支路集合;Pi和Qi分别为节点i注入的有功功率和无功功率有效值;Vi、Vj分别为节点i和节点j的电压有效值;Gij和Bij分别为母线节点i和j间的互电导和互电纳;θij为母线节点i和j间的相角差。
4、配电网损耗计算
对于n个节点的配电网,计算第i个节点到第j个节点的线路损耗可采用方程:
Sij=Pij+jQij=(Vicosθij-Vj+jVisinθij)2(Gij+jBij) (4)
式中,Sij、Pij和Qij分别为第i个节点到第j个节点的线路视在功率损耗、有功功率损耗和无功功率损耗。
公式(2)-(4)是推导以下公式(5)的基础。
5、损耗变化率计算
安装配电网电压调节设备后,调节配电网中任意节点m的电压幅值,节点m电压变化量为ΔVm,将引起配电网中各节点电压的幅值和相位的变化,从而引起配电网中的ij支路的损耗变化,配电网ij支路对节点m电压幅值调节的损耗变化率为:
Figure BDA0002656301270000081
式(5)中,ΔVm为节点电压变化值;ΔPij和ΔQij分别为配电网ij支路在节点m电压变化量为ΔVm时的有功损耗和无功损耗变化量;ΔPmij和ΔQmij为配电网ij支路对节点m电压幅值调节的有功损耗变化率和无功损耗变化率,是调节节点m电压变化单位值时,配电网ij支路的有功损耗变化量和无功损耗变化量;ΔPmij和ΔQmij的大小可反映在节点m电压变化单位值时,配电网ij支路的损耗变化程度。ΔPmij和ΔQmij值越高,说明节点m调节电压对该支路的损耗影响程度越大。
6、节点损耗综合调节能力计算
根据式(5),调节节点m电压,将引起配电网支路的损耗变化,节点m的节点损耗综合调节能力ΔPvm、ΔQvm可由如下公式评估:
Figure BDA0002656301270000091
式(6)中,T为配电网支路集合,ΔPvm和ΔQvm为节点m的节点有功损耗综合调节能力和节点无功损耗综合调节能力,表示在调节节点m电压变化单位值时对应的配电网所有支路的总有功损耗和总无功损耗变化量,可反映对节点m进行电压调节后,节点m变化单位电压值时,区域配电网的总损耗变化程度。
7、节点损耗变化值估算
在节点m配置满足电压调节要求的配电网电压调节设备后,配电网区域内节点损耗变化值可估算如下:
Figure BDA0002656301270000092
式(7)中,ΔVmr为节点m在配置设备前后的电压调节变化值,ΔPm和ΔQm为节点m配置设备后配电网中各支路的总有功损耗和总无功损耗变化值。
8、约束条件
约束条件为配电网电压允许波动范围和设备调节能力范围,根据式(1),设备接入节点j,节点j的电压调节能力ΔVj满足:
Figure BDA0002656301270000093
式(8)中,Ssj为节点j电压调节设备视在容量,SNj为节点j线路流通计算功率。
同时,配电网节点电压Vi满足:
Vmin<Vi<Vmax (9)
式(9)中,Vmin和Vmax分别为配电网电压允许波动范围的下限和上限,i=1,2,……n。
9、设备配置函数
设备的配置以设备配置视在容量为衡量指标,以区域内所有节点电压符合要求为约束条件,获取的设备配置视在容量
Figure BDA0002656301270000101
为:
Figure BDA0002656301270000102
式(10)中,S为配电区域节点电压集合,Ssm为节点m的低电压调节设备的实际选型视在容量。
10、优化配置
获取电压调节设备的优化配置,采取以下步骤:
1)根据式(3)的潮流计算方程,计算配电网系统最大运行方式下的节点电压,建立电压不合格节点集合;
2)根据式(4),计算配电网系统最大运行方式下的各支路的损耗;计算出此损耗用于式(5)中使用;
3)各电压不合格节点配置设备按以下规则进行:
a)在电压不合格节点集合中,基于各支路的损耗,根据式(5)分别计算各不合格节点电压幅值调节后,配电网支路对各个不合格节点电压幅值调节的损耗变化率;
b)基于对各不合格节点进行电压幅值调节的配电网支路损耗变化率,根据式(6)计算各不合格节点的节点损耗综合调节能力;
c)按将各不合格节点的电压调节至额定值为基准,获取各节点的目标调节电压变化值,基于各节点的节点损耗综合调节能力和目标调节电压变化值,根据式(7)计算在各不合格节点调节电压的节点损耗变化值;
d)按设置的损耗最小(有功损耗或无功损耗)的目标,分别对满足各节点电压调节至额定值的节点损耗变化值(有功或无功)排序;
e)从节点损耗变化值最低开始配置电压调节设备;可以实现设置的损耗最小的目标;
f)该节点的调节电压取值原则为:节点电压调节至满足电压约束条件下限要求(式9);
g)根据式(1)计算在该节点配置设备的视在容量,并根据该视在容量进行设备选型,对安装设备后的节点电压根据式(9)进行校核,根据式(8)和式(1)调整配置设备视在容量,确认在该设备安装后节点电压满足配电网电压允许波动范围,配电网区域内其余节点电压不超过电压约束条件上限要求;
4)根据式(3)重新对配置电压调节设备后的电网进行潮流计算仿真,找出电压不合格节点,重复步骤2),确定各不合格节点配置电压调节设备的视在容量;
即按满足电压允许波动范围要求的损耗最小确定优化配置方案;
5)根据配置方案中各节点配置设备的视在容量按式(10)计算设备总配置视在容量
Figure BDA0002656301270000111
按照这些总配置视在容量进行配置设备。
本发明方法从节点损耗变化值最低对应的电压不合格节点开始配置电压调节设备,实现了损耗最小的目标,即可达到电压调节的目的,也减少了设备安装数量。
实施例2
示例以实际配电网为例,如附图2所示,图中标识了配电网的拓扑结构和节点编号。所有负荷均经配电变接入各节点,图中S1为变电站侧等效系统电源。
1、安装设备前电压数据
示例配电网中含15个节点,配电线路额定电压10kV,变电站侧出线电压(等效电源S1)固定为10.5kV,始端初始潮流有功功率为760kW,无功功率290kVA,示例配电网总有功线路损耗116kW,无功线路损耗127kVA,分别占输送功率的15%和44%,未安装电压调节设备时的最大运行方式下实际线路电压如表1所示。
表1安装设备前电压数据
Figure BDA0002656301270000121
如表1所示,10kV配电网电压合格范围为±7%,对应电压9.3kV~10.7kV。对照安装设备前电压数据,节点2-节点15电压均不满足电压合格范围要求。
2、电压幅值调节损耗综合调节能力计算
对节点2-15计算其加装设备调节电压后对其他不合格节点的节点损耗综合调节能力、节点损耗变化值及排序(由低至高排序),结果如表2所示。
表2节点损耗综合调节能力、节点损耗变化值及排序
Figure BDA0002656301270000122
Figure BDA0002656301270000131
表2中可见,各节点的有功损耗调节能力和无功损耗调节能力并不一定一致。可按实际需求,选取有功损耗最低或无功损耗最低作为设备最优配置的目标。
3、设备配置结果
假设设备可提供的视在容量规格分别为20kVA、30kVA和50kVA,示例系统配置前始端视在功率为800kVA,按本发明提出配置方法,假设按节点有功损耗变化排序结果,顺次添加设备,先后在节点2、4、7、3配置设备。在配置过程中,因节点电压变化导致潮流变化,线路压降也随之变化。为满足约束条件,校核过程中,增加节点2设备视在容量,在配置节点3设备后,节点4设备经校核后可删减(配置节点3可覆盖节点4的电压调节范围),最终配置结果如表所示。
表5设备配置数据
节点 2 3 7
视在容量(kVA) 40 70 30
经仿真验证,应用本发明方法,加装电压调节设备共计140kVA后,由于电压变化,负荷随之变化,加装设备后始端潮流升至有功1180kW,无功560kVA,示例区域总线路有功损耗250kW,无功损耗290kVA,分别占传输功率的21%和52%。损耗增加是因为电压变化导致潮流增加,带来的损耗也随之增加。
仿真结论验证了本发明所提出方法通过在关键节点加装设备,与在各个电压不合格节点加装设备相比,即可达到电压调节的目的,也减少了设备安装数量,保证了运行的经济性,达到了提升电压的目的。
实施例3
本发明的一种基于损耗最小的配电网低电压调节设备优化配置系统,包括:
不合格节点获取模块,被配置用于获取配电网系统的电压不合格节点集合;
单个节点配置设备模块,被配置用于确定单个电压不合格节点配置电压调节设备的视在容量,其具体包括:
节点损耗计算单元,被配置用于按各电压不合格节点的电压调节至额定值为基准,计算得到各电压不合格节点的节点损耗变化值;
节点损耗排序单元,被配置用于对各电压不合格节点的节点损耗变化值从低到高进行排序,获取节点损耗变化值最低对应的电压不合格节点;
配置容量计算单元,被配置用于将该电压不合格节点的电压调节至满足电压约束条件下限要求,计算得到在该节点需配置的视在容量;
配置设备确定单元,被配置用于根据该视在容量对电压调节设备选型,确定该节点最终配置电压调节设备的视在容量;
以及,所有节点配置设备模块,被配置用于重新对配电网进行仿真获得电压不合格节点集合,重复执行单个节点配置设备模块,直至所有节点电压合格,获得各电压不合格节点配置电压调节设备的视在容量。
以上各模块的具体功能实现参考实施例1。
本发明装置从节点损耗变化值最低对应的电压不合格节点开始配置电压调节设备,实现了损耗最小的目标,即可达到电压调节的目的,也减少了设备安装数量。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于损耗最小的配电网低电压调节设备优化配置方法,其特征是,包括以下过程:
获取配电网系统的电压不合格节点集合;
确定单个电压不合格节点配置电压调节设备的视在容量,其具体包括:
按各电压不合格节点的电压调节至额定值为基准,计算得到各电压不合格节点的节点损耗变化值;
对各电压不合格节点的节点损耗变化值从低到高进行排序,获取节点损耗变化值最低对应的电压不合格节点;
将该电压不合格节点的电压调节至满足电压约束条件下限要求,计算得到在该节点需配置的视在容量;
根据该视在容量对电压调节设备选型,确定该节点最终配置电压调节设备的视在容量;
重新对配电网进行仿真获得电压不合格节点集合,重复以上确定单个电压不合格节点配置电压调节设备的视在容量过程,直至所有节点电压合格,获得各电压不合格节点配置电压调节设备的视在容量;
其中,获取配电网支路对各个电压不合格节点电压幅值调节的损耗变化率,包括:
配电网中任意节点m的电压变化量为ΔVm,配电网ij支路对节点m电压幅值调节的损耗变化率为:
Figure FDA0003528100890000011
式(5)中,ΔVm为节点电压变化值;ΔPij和ΔQij分别为配电网ij支路在节点m电压变化量为ΔVm时的有功损耗和无功损耗变化量;ΔPmij和ΔQmij为配电网ij支路对节点m电压幅值调节的有功损耗变化率和无功损耗变化率;
所述计算得到各电压不合格节点的节点损耗综合调节能力,包括:
节点m的节点损耗综合调节能力ΔPvm、ΔQvm由如下公式评估:
Figure FDA0003528100890000021
式(6)中,T为配电网支路集合,ΔPvm和ΔQvm为节点m的节点有功损耗综合调节能力和节点无功损耗综合调节能力;
所述计算得到各电压不合格节点的节点损耗变化值,包括:
在节点m配置电压调节设备后,配电网区域内节点损耗变化值估算如下:
Figure FDA0003528100890000022
式(7)中,ΔVmr为节点m在配置设备前后的电压调节变化值,ΔPm和ΔQm为节点m配置设备后配电网中各支路的总有功损耗和总无功损耗变化值。
2.根据权利要求1所述的一种基于损耗最小的配电网低电压调节设备优化配置方法,其特征是,所述按各电压不合格节点的电压调节至额定值为基准,计算得到各电压不合格节点的节点损耗变化值,包括:
获取配电网支路对各个电压不合格节点电压幅值调节的损耗变化率;
计算得到各电压不合格节点的节点损耗综合调节能力;
按各电压不合格节点的电压调节至额定值为基准,获取各电压不合格节点的目标调节电压变化值;
计算得到各电压不合格节点的节点损耗变化值。
3.根据权利要求1所述的一种基于损耗最小的配电网低电压调节设备优化配置方法,其特征是,所述对各电压不合格节点的节点损耗变化值从低到高进行排序,包括:
对各电压不合格节点的节点有功损耗变化值从低到高进行排序;
或者,对各电压不合格节点的节点无功损耗变化值从低到高进行排序。
4.根据权利要求1所述的一种基于损耗最小的配电网低电压调节设备优化配置方法,其特征是,所述计算得到在电压不合格节点需配置的视在容量,包括:
电压调节设备的调节容量为:
Figure FDA0003528100890000031
式1中,Ss为设备视在容量;SN为线路流通计算功率,取该线路在最大运行方式下流过的功率;Vs为在线路流通功率为SN时,节点安装视在容量为Ss设备前后的电压变化值;VN为线路额定电压。
5.根据权利要求1所述的一种基于损耗最小的配电网低电压调节设备优化配置方法,其特征是,所述确定单个电压不合格节点配置电压调节设备的视在容量之后,还包括:
确认该电压不合格节点电压满足配电网电压允许波动范围;
确认配电网区域内其余节点电压不超过电压约束条件上限要求。
6.一种基于损耗最小的配电网低电压调节设备优化配置系统,其特征是,包括:
不合格节点获取模块,被配置用于获取配电网系统的电压不合格节点集合;
单个节点配置设备模块,被配置用于确定单个电压不合格节点配置电压调节设备的视在容量,其具体包括:
节点损耗计算单元,被配置用于按各电压不合格节点的电压调节至额定值为基准,计算得到各电压不合格节点的节点损耗变化值;
节点损耗排序单元,被配置用于对各电压不合格节点的节点损耗变化值从低到高进行排序,获取节点损耗变化值最低对应的电压不合格节点;
配置容量计算单元,被配置用于将该电压不合格节点的电压调节至满足电压约束条件下限要求,计算得到在该节点需配置的视在容量;
配置设备确定单元,被配置用于根据该视在容量对电压调节设备选型,确定该节点最终配置电压调节设备的视在容量;
所有节点配置设备模块,被配置用于重新对配电网进行仿真获得电压不合格节点集合,重复执行单个节点配置设备模块,直至所有节点电压合格,获得各电压不合格节点配置电压调节设备的视在容量;
其中,获取配电网支路对各个电压不合格节点电压幅值调节的损耗变化率,包括:
配电网中任意节点m的电压变化量为ΔVm,配电网ij支路对节点m电压幅值调节的损耗变化率为:
Figure FDA0003528100890000041
式(5)中,ΔVm为节点电压变化值;ΔPij和ΔQij分别为配电网ij支路在节点m电压变化量为ΔVm时的有功损耗和无功损耗变化量;ΔPmij和ΔQmij为配电网ij支路对节点m电压幅值调节的有功损耗变化率和无功损耗变化率;
所述计算得到各电压不合格节点的节点损耗综合调节能力,包括:
节点m的节点损耗综合调节能力ΔPvm、ΔQvm由如下公式评估:
Figure FDA0003528100890000051
式(6)中,T为配电网支路集合,ΔPvm和ΔQvm为节点m的节点有功损耗综合调节能力和节点无功损耗综合调节能力;
所述计算得到各电压不合格节点的节点损耗变化值,包括:
在节点m配置电压调节设备后,配电网区域内节点损耗变化值估算如下:
Figure FDA0003528100890000052
式(7)中,ΔVmr为节点m在配置设备前后的电压调节变化值,ΔPm和ΔQm为节点m配置设备后配电网中各支路的总有功损耗和总无功损耗变化值。
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