CN112838594A - 一种220kV变电站无功设备配置优化计算方法 - Google Patents
一种220kV变电站无功设备配置优化计算方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112838594A CN112838594A CN202110152756.8A CN202110152756A CN112838594A CN 112838594 A CN112838594 A CN 112838594A CN 202110152756 A CN202110152756 A CN 202110152756A CN 112838594 A CN112838594 A CN 112838594A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- value
- reactive
- voltage
- transformer
- load
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims abstract description 89
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims abstract description 77
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 8
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
- H02J3/1821—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators
- H02J3/1871—Methods for planning installation of shunt reactive power compensators
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/04—Forecasting or optimisation specially adapted for administrative or management purposes, e.g. linear programming or "cutting stock problem"
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
- G06Q10/063—Operations research, analysis or management
- G06Q10/0631—Resource planning, allocation, distributing or scheduling for enterprises or organisations
- G06Q10/06313—Resource planning in a project environment
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/06—Energy or water supply
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
- H02J2203/20—Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/70—Smart grids as climate change mitigation technology in the energy generation sector
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
- Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
Landscapes
- Business, Economics & Management (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Economics (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Entrepreneurship & Innovation (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Marketing (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Game Theory and Decision Science (AREA)
- Development Economics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
一种220kV变电站无功设备配置优化计算方法,首先采集某时间区间的220kV变电站母线运行数据,根据功率因数诊断模型进行功率因素诊断,筛选出不合格的运行数据,然后构建容性无功优化和感性无功优化模型,利用高峰负荷和低谷负荷时间段的不合格运行数据进行无功补偿装置优化。本发明可对地区所有220kV变电站进行功率因素诊断,对功率因素不合格的变电站开展无功优化并提出无功配置优化方案。具有简单易用、计算速度快,计算精度高,降低无功设备投资的优点,有效解决现有变电站配置不合理的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及无功补偿设备领域,尤其涉及一种220kV变电站无功设备配置优化计算方法。
背景技术
近年来,随着我国居民和工业用电的增长,高质量的供电需求备受更多的关注。同时,大规模风电、光伏等新能源接入对于电网稳定性带来较大冲击,造成了电网电压、功率因素等重要指标不合格。无功补偿装置优化对于变电站的稳定安全运行及供电电能质量的改善具有重要作用。目前工程技术人员在无功补偿装置优化方面做了很多工作,主要优化方法如下:①按经验值试装补偿装置—运行使用—改进—再试装补偿装置的试错方式,经过多次反复才能达到预期目的,该方法效率低和投资费用大;②按照220kV高压变电站无功配置的推荐比例(10-25%的主变容量值)进行优化配置,该方法较为笼统粗略,并且难于针对变电站实际情况进行配置无功容量,忽略了感性无功装置的配置,存在无功补偿不合理和投资浪费等缺点。③智能启发式方法和改进的传统算法被用于提高电网无功补偿算法,但这些算法往往被用于理论研究,其建模复杂,计算时间长,一般针对某几种负荷水平开展无功优化优化,未能统筹考虑全年或更长时间区间的负荷变化情况,难以解决变电站各种运行工况下的无功补偿需求的实际问题。
发明内容
本发明针对以上问题,提供了一种简单易用,计算速度快,精度高的220kV变电站无功配置优化计算方法。
本发明的技术方案为:包括如下步骤:
S1、采集并处理变电站数据;
S2、功率因素诊断;
S3、无功优化计算;
S4、优化结果处理。
步骤S1中,变电站数据包括基本参数、运行数据和无功补偿情况;
其中,
基本参数包括变压器台数、变压器容量、变电器阻抗电压百分数、变压器空载电流百分数、现有补偿装置配置;
运行数据包括某个历史时间区间的中压和低压侧母线有功负荷和无功负荷,历史时间区间可由用户来进行设置;剔除不符合要求的运行数据:剔除低谷负荷期间投切电容器的运行数据,剔除高峰负荷期间投切电抗器的运行数据;
无功补偿情况:高峰负荷时未投入运行的容性补偿装置总容量,低谷负荷时未投入运行的感性补偿装置总容量。
步骤S2中,
对步骤S1的运行数据进行计算分析,根据高峰/低谷负荷期间功率因数诊断模型,筛查出高峰/低谷负荷期间不合格的运行数据;
其中,高峰负荷期间功率因数诊断模型为:
式中:为高峰负荷期间功率因数;P1为中压侧有功值;Q1为中压侧无功值;P2为低压侧有功值;Q2为低压侧无功值;Qc’为未投切容性无功设备容量;Ud1%为变压器高压阻抗电压百分数;Ud2%为变压器中压阻抗电压百分数;Ud3%为变压器低压阻抗电压百分数;SN为变压器容量;I0%为空载电流百分数;
低谷负荷期间功率因数诊断模型为:
式中:为低谷负荷期间功率因数;P1为中压侧有功值;Q1为中压侧无功值;P2为低压侧有功值;Q2为低压侧无功值;QL’为未投切感性无功设备容量;Ud1%为变压器高压阻抗电压百分数;Ud2%为变压器中压阻抗电压百分数;Ud3%为变压器低压阻抗电压百分数;SN为变压器容量;I0%为空载电流百分数;
筛查过程为:
首先开展负荷类型识别,主变负载率高于50%时认为高峰负荷,主变负载率低于20%时认为为低谷负荷;
步骤S3中,
构建容性/感性无功优化模型,根据不合格运行数据计算容性/感性无功优化计算值;
其中,容性无功优化模型为:
式中:Qc为容性无功优化计算值;P1为中压侧有功值;Q1为中压侧无功值;P2为低压侧有功值;Q2为低压侧无功值;Ud1%为变压器高压阻抗电压百分数;Qc’为未投切容性无功设备容量;Ud2%为变压器中压阻抗电压百分数;Ud3%为变压器低压阻抗电压百分数;SN为变压器容量;I0%为空载电流百分数;为高峰负荷期间功率因数要求值;
感性无功优化模型为:
式中:QL为感性无功优化计算值;P1为中压侧有功值;Q1为中压侧无功值;P2为低压侧有功值;Q2为低压侧无功值;QL’为未投切感性无功设备容量;Ud1%为变压器高压阻抗电压百分数;Ud2%为变压器中压阻抗电压百分数;Ud3%为变压器低压阻抗电压百分数;SN为变压器容量;I0%为空载电流百分数;为低谷负荷期间功率因数的要求值;
建立容性/感性功率因素检验模型,对容性/感性无功优化计算值进行检验,得到检验合格后的容性/感性无功优化计算值,如变电站有补偿装置未投入使用,检验后的容性/感性无功优化计算值需扣除未投入的补偿装置容量,得到容性/感性无功优化值;
其中,容性功率因素检验模型为:
为高峰负荷时功率因素检验值,Qc为容性无功优化计算值;Qc’为未投切容性无功设备容量;P1为中压侧有功值;Q1为中压侧无功值;P2为低压侧有功值;Q2为低压侧无功值;Ud1%为变压器高压阻抗电压百分数;Ud2%为变压器中压阻抗电压百分数;Ud3%为变压器低压阻抗电压百分数;SN为变压器容量;I0%为空载电流百分数;
该模型对容性无功优化模型的计算值进行检验;
感性功率因素检验模型为:
式中:为低谷负荷时功率因素检验值,QL为感性无功优化计算值;QL’为未投切感性无功设备容量;P1为中压侧有功值;Q1为中压侧无功值;P2为低压侧有功值;Q2为低压侧无功值;Ud1%为变压器高压阻抗电压百分数;Ud2%为变压器中压阻抗电压百分数;Ud3%为变压器低压阻抗电压百分数;SN为变压器容量;I0%为空载电流百分数;
该模型对感性无功优化模型的计算值进行检验;
重复上述计算,直至所有不合格运行数据全部优化计算结束。
步骤S4中,
获取步骤S3中的容性/感性无功优化值,取其最大值并结合用户指定的单组补偿装置容量,计算得到无功补偿配置。
本发明对地区所有220kV变电站数据进行采集,通过功率因数诊断模型模型计算并筛选出功率因素不合格的变电站运行数据,开展无功优化并提出无功配置方案,能有效解决现有变电站配置不合理的技术问题,具有简单易用、计算速度快,计算精度高,降低无功设备投资的优点。
附图说明
图1是本发明的流程图,
图2是步骤S2中的功率因素诊断流程图;
图3是步骤S3中的无功优化流程图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
如图1所示,本实施例提供一种220kV变电站无功设备配置优化计算方法,包括如下步骤:
S1、采集并处理变电站数据,主要包括基本参数、运行数据和无功补偿情况。基本参数包括变压器台数,变压器容量、变电器阻抗电压百分数、变压器空载电流百分数、现有补偿装置配置;运行数据包括某个历史时间区间的中压和低压侧母线有功负荷和无功负荷,历史时间区间可由用户来进行设置;剔除不符合要求的运行数据:剔除低谷负荷期间投切电容器的运行数据,剔除高峰负荷期间投切电抗器的运行数据;无功补偿情况:高峰负荷时未投入运行的容性补偿装置总容量,低谷负荷时未投入运行的感性补偿装置总容量。
S2、功率因素诊断,对步骤S1的运行数据进行计算分析,根据高峰/低谷负荷期间功率因数诊断模型,筛查出高峰/低谷负荷期间不合格的母线运行数据。
S3、无功优化计算,构建容性/感性无功优化模型,根据不合格运行数据计算容性/感性无功优化计算值;建立容性/感性功率因素检验模型,对容性/感性无功优化计算值进行检验,得到检验合格后的容性/感性无功优化计算值,如变电站有补偿装置未投入使用,检验后的容性/感性无功优化计算值需扣除未投入的补偿装置容量,得到容性/感性无功优化值。重复上述计算,直至所有不合格运行数据全部优化计算结束,如图3所示。
S4、优化结果处理,获取步骤S3中的容性/感性无功优化值,取其最大值并结合用户指定的单组补偿装置容量,计算得到无功补偿配置方案。
步骤S2中,高峰负荷期间功率因数诊断模型见公式(1),该模型可根据变电站设备参数和运行数据,计算高峰负荷期间的功率因素,筛查出高峰负荷期间功率因素不合格的运行数据,作为无功优化计算的数据来源。该模型可以快速计算并判断变电站的无功设备配置是否满足高峰负荷期间的要求,具有计算速度快、效率高的优点。
式中:为高峰负荷期间功率因数;P1为中压侧有功值/MW;Q1为中压侧无功值/Mvar;P2为低压侧有功值/MW;Q2为低压侧无功值/Mvar;Qc’为未投切容性无功设备容量/Mvar;Ud1%为变压器高压阻抗电压百分数;Ud2%为变压器中压阻抗电压百分数;Ud3%为变压器低压阻抗电压百分数;SN为变压器容量/MVA;I0%为空载电流百分数;
低谷负荷期间功率因数诊断模型见公式(2),该模型可根据变电站设备参数和运行数据,计算低谷负荷期间的功率因素,筛查出低谷负荷期间功率因素不合格的运行数据,作为无功优化计算的数据来源。该模型可以快速计算并判断变电站的无功设备配置是否满足低谷负荷期间的要求,具有计算速度快、效率高的优点。
式中:为低谷负荷期间功率因数;P1为中压侧有功值/MW;Q1为中压侧无功值/Mvar;P2为低压侧有功值/MW;Q2为低压侧无功值/Mvar;QL’为未投切感性无功设备容量/Mvar;Ud1%为变压器高压阻抗电压百分数;Ud2%为变压器中压阻抗电压百分数;Ud3%为变压器低压阻抗电压百分数;SN为变压器容量/MVA;I0%为空载电流百分数;
如图2所示,步骤S2中,首先开展负荷类型识别,主变负载率高于50%时认为高峰负荷,主变负载率低于20%时认为为低谷负荷。高峰负荷期间功率因数高于判定为合格,小于判定为不合格;低谷负荷期间功率因数低于为合格,高于判定为不合格。高峰和低谷负荷期间,如中压、低压侧无功值与未投切电抗器容量之和为负值均判定为不合格。如用户未指定和默认取值:
步骤S3中,容性无功优化模型见公式(3),该模型可根据高峰负荷期间功率因素不合格的运行数据,计算出变电站还需配置的容性无功设备容量。该模型可方便准确计算出变电站感性无功优化值,提高容性无功的配置效率。
式中:Qc为容性无功优化计算值/Mvar;P1为中压侧有功值/MW;Q1为中压侧无功值/Mvar;P2为低压侧有功值/MW;Q2为低压侧无功值/Mvar;Ud1%为变压器高压阻抗电压百分数;Qc’为未投切容性无功设备容量/Mvar;Ud2%为变压器中压阻抗电压百分数;Ud3%为变压器低压阻抗电压百分数;SN为变压器容量/MVA;I0%为空载电流百分数;为高峰负荷期间功率因数要求值。
感性无功优化模型见公式(4),该模型可根据低谷负荷期间功率因素不合格的运行数据,计算出变电站还需配置的感性无功设备容量。该模型可方便准确计算出变电站感性无功优化值,提高感性无功的配置效率。
式中:QL为感性无功优化计算值/Mvar;P1为中压侧有功值/MW;Q1为中压侧无功值/Mvar;P2为低压侧有功值/MW;Q2为低压侧无功值/Mvar;QL’为未投切感性无功设备容量/Mvar;Ud1%为变压器高压阻抗电压百分数;Ud2%为变压器中压阻抗电压百分数;Ud3%为变压器低压阻抗电压百分数;SN为变压器容量/MVA;I0%为空载电流百分数;为低谷负荷期间功率因数的要求值。
容性功率因素检验模型见公式(5),该模型可以对容性无功优化模型的计算值进行检验。
为高峰负荷时功率因素检验值,Qc为容性无功优化计算值/Mvar;Qc’为未投切容性无功设备容量/Mvar;P1为中压侧有功值/MW;Q1为中压侧无功值/Mvar;P2为低压侧有功值/MW;Q2为低压侧无功值/Mvar;Ud1%为变压器高压阻抗电压百分数;Ud2%为变压器中压阻抗电压百分数;Ud3%为变压器低压阻抗电压百分数;SN为变压器容量/MVA;I0%为空载电流百分数。
感性功率因素检验模型见公式(6),该模型可以对感性无功优化模型的计算值进行检验。
式中:为低谷负荷时功率因素检验值,QL为感性无功优化计算值/Mvar;QL’为未投切感性无功设备容量/Mvar;P1为中压侧有功值/MW;Q1为中压侧无功值/Mvar;P2为低压侧有功值/MW;Q2为低压侧无功值/Mvar;Ud1%为变压器高压阻抗电压百分数;Ud2%为变压器中压阻抗电压百分数;Ud3%为变压器低压阻抗电压百分数;SN为变压器容量/MVA;I0%为空载电流百分数。
步骤S3中,功率因素检验的依据与步骤S2相同,当容性/感性功率因素检验值合格,容性/感性无功值减少0.5Mvar,返回容性/感性功率因素检验计算,直至功率因素最接近合格值;当容性/感性功率因素检验值不合格,容性/感性无功值增加0.5Mvar,直至功率因素最接近合格值。通过容性/感性功率因素检验计算的不断循环,最终得到较为精确和比较经济的无功配置容量值。
以某220kV变电站为例,具体计算步骤如下:
S1、采集并处理变电站数据
1)采集的变电站基本参数为:变压器台数:2;变压器容量:180/180/90MVA;变电器阻抗电压百分数:Ud1-2%=13,Ud1-3%=64,Ud2-3%=50;变压器空载电流百分数:I0%=0.04%;现配置电容器为9×6Mvar,配置电抗器为2×6Mvar。
2)采集的数据的时间区间和间隔时间由用户自行设定,时间区间越长,间隔时间越小,数据量就越大,优化结果的精度越为精确。
本实施例以采集的10个数据为例进行说明,采集母线负荷和补偿装置投切数据如表1所示。
表1母线负荷和补偿装置投切数据
3)处理主变阻抗电压百分数:
Ud1(%)={Ud1-2(%)+Ud1-3(%)-Ud2-3(%)}/2
=(13%+64%-50%)/2=13.5%
Ud2(%)={Ud1-2(%)+Ud2-3(%)-Ud1-3(%)}/2
=(13%+50%-64%)/2=-0.5%
Ud3(%)={Ud1-3(%)+Ud2-3(%)-Ud1-2(%)}/2
=(64%+50%-13%)=50.5%
其中:Ud1(%),Ud2(%),Ud3(%)分别为主变高、中、低压绕组阻抗电压百分数,Ud1-2(%),Ud1-3(%),Ud2-3(%)分别为主变高-中、高-低、中-低压绕组阻抗电压百分数;
S2、功率因素诊断
对表1的母线运行数据进行计算分析,根据变压器的负荷率筛查出高峰和低谷负荷,并计算其功率因素。变压器负载率高于50%时认为高峰负荷,变压器负载率低于20%时认为为低谷负荷。高峰负荷期间功率因数高于0.95判定为合格,小于0.95判定为不合格;低谷负荷期间功率因数低于0.95为合格,高于0.95判定为不合格。高峰和低谷负荷期间,如中压侧、低压侧无功值与未投切电抗器容量之和为负值均判定为不合格。
根据低谷负荷期间功率因数诊断模型和高峰负荷期间功率因数诊断模型,见公式(6)和(7),通过诊断计算,诊断结果如表2所示。
表2功率因素诊断结果
将功率因素合格的运行数据剔除,剩余的不合格的数据用于无功优化计算使用,如表3所示。
表3不合格的数据
S3、无功优化计算
1)计算第一个不合格点
(1)该负荷为低谷负荷,采用感性无功优化模型计算的感性无功值为:
(2)对感性无功值4.43Mvar进行检验,采用感性功率因素检验模型计算功率因素为:
(3)功率因素0.9383满足低谷负荷期间功率因数低于0.94的要求,功率因素检验值合格,返回重新计算,此时计算用新的感性无功值QL=4.43-0.5=3.93Mvar。对感性无功值3.93Mvar进行检验,采用感性功率因素检验模型计算功率因素为:
(6)功率因素0.9411不满足低谷负荷期间功率因数低于0.94的要求,功率因素检验值不合格,说明感性无功值QL=3.93Mvar不满足要求。感性无功值QL=4.43Mvar为最接近功率因素合格值的优化值,故该值为最终的优化值。
(7)第一个不合格点的的感性无功优化值为4.43Mvar。
2)计算第二个不合格点
(1)该负荷为高峰负荷,采用容性无功优化模型计算的容性无功值为:
(2)对容性无功值9.93Mvar进行检验,采用容性功率因素检验模型计算功率因素为:
(3)该率因素0.9712满足高峰负荷期间功率因数高于0.97的要求,功率因素检验值合格,返回重新计算,此时计算用新的容性无功值Qc=9.93-0.5=9.43Mvar。对容性无功值9.43Mvar进行检验,采用容性功率因素检验模型计算功率因素为:
(4)功率因素0.9708满足高峰负荷期间功率因数高于0.97的要求,功率因素检验值合格,返回重新计算,此时计算用新的容性无功值Qc=9.43-0.5=8.93Mvar。对容性无功值8.93Mvar进行检验,采用容性功率因素检验模型计算功率因素为:
(5)功率因素0.9703满足高峰负荷期间功率因数高于0.97的要求,功率因素检验值合格,返回重新计算,此时计算用新的容性无功值Qc=8.93-0.5=8.43Mvar。对容性无功值8.43Mvar进行检验,采用容性功率因素检验模型计算功率因素为:
(6)功率因素0.9699不满足高峰负荷期间功率因数高于0.97的要求,功率因素检验值不合格,说明容性无功值Qc=8.43Mvar不满足要求。容性无功值Qc=8.93Mvar为最接近功率因素合格值的优化值,故该值为最终的优化值。
(7)第二个不合格点的容性无功优化值为8.93Mvar。
3)采用上述类似计算方法,容性/感性无功优化值计算结果如表4所示。
表4容性/感性无功优化值
S4、优化结果处理,由表4可以看出,容性无功优化最大值为17.21Mvar,感性无功优化最大值为5.79Mvar,用户指定的单组补偿装置容量为6Mvar,可以得出无功优化补偿配置方案为:该变电站需新增3×6Mvar电容器和2×6Mvar电抗器。
Claims (5)
1.一种220kV变电站无功设备配置优化计算方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、采集并处理变电站数据;
S2、功率因素诊断;
S3、无功优化计算;
S4、优化结果处理。
2.根据权利要求1所述的一种220kV变电站无功设备配置优化计算方法,其特征在于:步骤S1中,变电站数据包括基本参数、运行数据和无功补偿情况;
其中,
基本参数包括变压器台数、变压器容量、变电器阻抗电压百分数、变压器空载电流百分数、现有补偿装置配置;
运行数据包括某个历史时间区间的中压和低压侧母线有功负荷和无功负荷,历史时间区间可由用户来进行设置;剔除不符合要求的运行数据:剔除低谷负荷期间投切电容器的运行数据,剔除高峰负荷期间投切电抗器的运行数据;
无功补偿情况:高峰负荷时未投入运行的容性补偿装置总容量,低谷负荷时未投入运行的感性补偿装置总容量。
3.根据权利要求2所述的一种220kV变电站无功设备配置优化计算方法,其特征在于:步骤S2中,
对步骤S1的运行数据进行计算分析,根据高峰/低谷负荷期间功率因数诊断模型,筛查出高峰/低谷负荷期间不合格的运行数据;
其中,高峰负荷期间功率因数诊断模型为:
式中:为高峰负荷期间功率因数;P1为中压侧有功值;Q1为中压侧无功值;P2为低压侧有功值;Q2为低压侧无功值;Qc’为未投切容性无功设备容量;Ud1%为变压器高压阻抗电压百分数;Ud2%为变压器中压阻抗电压百分数;Ud3%为变压器低压阻抗电压百分数;SN为变压器容量;I0%为空载电流百分数;
低谷负荷期间功率因数诊断模型为:
式中:为低谷负荷期间功率因数;P1为中压侧有功值;Q1为中压侧无功值;P2为低压侧有功值;Q2为低压侧无功值;QL’为未投切感性无功设备容量;Ud1%为变压器高压阻抗电压百分数;Ud2%为变压器中压阻抗电压百分数;Ud3%为变压器低压阻抗电压百分数;SN为变压器容量;I0%为空载电流百分数;
筛查过程为:
首先开展负荷类型识别,主变负载率高于50%时认为高峰负荷,主变负载率低于20%时认为为低谷负荷;
4.根据权利要求3所述的一种220kV变电站无功设备配置优化计算方法,其特征在于:步骤S3中,
构建容性/感性无功优化模型,根据不合格运行数据计算容性/感性无功优化计算值;
其中,容性无功优化模型为:
式中:Qc为容性无功优化计算值;P1为中压侧有功值;Q1为中压侧无功值;P2为低压侧有功值;Q2为低压侧无功值;Ud1%为变压器高压阻抗电压百分数;Qc’为未投切容性无功设备容量;Ud2%为变压器中压阻抗电压百分数;Ud3%为变压器低压阻抗电压百分数;SN为变压器容量;I0%为空载电流百分数;为高峰负荷期间功率因数要求值;
感性无功优化模型为:
式中:QL为感性无功优化计算值;P1为中压侧有功值;Q1为中压侧无功值;P2为低压侧有功值;Q2为低压侧无功值;QL’为未投切感性无功设备容量;Ud1%为变压器高压阻抗电压百分数;Ud2%为变压器中压阻抗电压百分数;Ud3%为变压器低压阻抗电压百分数;SN为变压器容量;I0%为空载电流百分数;为低谷负荷期间功率因数的要求值;
建立容性/感性功率因素检验模型,对容性/感性无功优化计算值进行检验,得到检验合格后的容性/感性无功优化计算值,如变电站有补偿装置未投入使用,检验后的容性/感性无功优化计算值需扣除未投入的补偿装置容量,得到容性/感性无功优化值;
其中,容性功率因素检验模型为:
式中:为高峰负荷时功率因素检验值,Qc为容性无功优化计算值;Qc’为未投切容性无功设备容量;P1为中压侧有功值;Q1为中压侧无功值;P2为低压侧有功值;Q2为低压侧无功值;Ud1%为变压器高压阻抗电压百分数;Ud2%为变压器中压阻抗电压百分数;Ud3%为变压器低压阻抗电压百分数;SN为变压器容量;I0%为空载电流百分数;
该模型对容性无功优化模型的计算值进行检验;
感性功率因素检验模型为:
式中:为低谷负荷时功率因素检验值,QL为感性无功优化计算值;QL’为未投切感性无功设备容量;P1为中压侧有功值;Q1为中压侧无功值;P2为低压侧有功值;Q2为低压侧无功值;Ud1%为变压器高压阻抗电压百分数;Ud2%为变压器中压阻抗电压百分数;Ud3%为变压器低压阻抗电压百分数;SN为变压器容量;I0%为空载电流百分数;
该模型对感性无功优化模型的计算值进行检验;
重复上述计算,直至所有不合格运行数据全部优化计算结束。
5.根据权利要求4所述的一种220kV变电站无功设备配置优化计算方法,其特征在于:
步骤S4中,
获取步骤S3中的容性/感性无功优化值,取其最大值并结合用户指定的单组补偿装置容量,计算得到无功补偿配置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110152756.8A CN112838594A (zh) | 2021-02-04 | 2021-02-04 | 一种220kV变电站无功设备配置优化计算方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110152756.8A CN112838594A (zh) | 2021-02-04 | 2021-02-04 | 一种220kV变电站无功设备配置优化计算方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112838594A true CN112838594A (zh) | 2021-05-25 |
Family
ID=75932049
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110152756.8A Pending CN112838594A (zh) | 2021-02-04 | 2021-02-04 | 一种220kV变电站无功设备配置优化计算方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112838594A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115021278A (zh) * | 2022-07-07 | 2022-09-06 | 扬州浩辰电力设计有限公司 | 220kV变电站多组投切无功补偿装置投切策略优化方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109193683A (zh) * | 2018-07-10 | 2019-01-11 | 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 | 基于线充比率的变电站感性无功充裕度评价方法 |
CN111009906A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-04-14 | 国网河北省电力有限公司雄安新区供电公司 | 一种全电缆网架的无功补偿平衡方法 |
-
2021
- 2021-02-04 CN CN202110152756.8A patent/CN112838594A/zh active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109193683A (zh) * | 2018-07-10 | 2019-01-11 | 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 | 基于线充比率的变电站感性无功充裕度评价方法 |
CN111009906A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-04-14 | 国网河北省电力有限公司雄安新区供电公司 | 一种全电缆网架的无功补偿平衡方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
黄伟等: "《110kv变电站多维度参数无功配置方法》", 《电力电容器与无功补偿》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115021278A (zh) * | 2022-07-07 | 2022-09-06 | 扬州浩辰电力设计有限公司 | 220kV变电站多组投切无功补偿装置投切策略优化方法 |
CN115021278B (zh) * | 2022-07-07 | 2023-09-29 | 扬州浩辰电力设计有限公司 | 220kV变电站多组投切无功补偿装置投切策略优化方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104111388A (zh) | 一种风电场储能测试系统及评估方法 | |
CN111612326A (zh) | 一种配变供电可靠性的综合评估方法 | |
CN106777512B (zh) | 变压器节能降损适应性评估方法 | |
CN102798758B (zh) | 并联电容器组串联电抗率的测量方法和系统 | |
CN111817299B (zh) | 基于模糊推理的配电台区线损率异常成因智能辨识方法 | |
CN105353304A (zh) | 一种风电机组电气模型低电压穿越特性验证方法 | |
CN110275114A (zh) | 基于组合滤波算法的蓄电池内阻在线监测方法 | |
CN106410828A (zh) | 配电变压器动态智能补偿及谐波治理方法 | |
CN112838594A (zh) | 一种220kV变电站无功设备配置优化计算方法 | |
CN115800401A (zh) | 考虑电能质量的分布式光伏接入低压电网可开放容量和承载能力评估方法 | |
CN112485514A (zh) | 一种电平衡用电量不确定度评价方法 | |
CN104993481A (zh) | 低电压台区六要素诊断与分析方法及系统 | |
CN104659778A (zh) | 考虑优先级的变流变压器电能质量与噪声综合评估方法 | |
CN113972646A (zh) | 一种基于经济运行诊断分析的智能优化节能系统 | |
CN113610359A (zh) | 基于量化分级指标体系的光伏接入配电网适应性评估方法 | |
CN113112136A (zh) | 一种配电网可靠性综合评估方法及系统 | |
CN112838593A (zh) | 一种110kV变电站无功装置补偿优化计算方法 | |
CN112100803A (zh) | 一种动车组功率断路器主触点健康状况测评方法 | |
CN111931342A (zh) | 一种基于台区电能质量引起额外线损的评估方法 | |
Li et al. | Capacity configuration method of hybrid energy storage system for stand-alone photovoltaic generation system | |
CN116247726A (zh) | 一种配网系统可接入容量计算及承载力评估方法、系统 | |
CN112016838A (zh) | 配电网能效指标体系的贡献率计算方法、系统及终端设备 | |
CN104483570A (zh) | 一种配电网谐波治理降损效果实证方法 | |
CN115048760A (zh) | 一种基于典型电能质量特征库的负荷电能质量溯源方法 | |
CN114462811A (zh) | 基于智能融合终端的配电变压器经济运行评价方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210525 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |