[發(fā)明專利]一種配電網(wǎng)電容電流分布補償方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610564792.4
• 申請日: 2016-07-18
• 公開（公告）號: CN106026069B
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設計）人: 樂健;周超;王曹;王銀鴿;周雷
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學
• 主分類號: H02H9/08
• 分類號: H02H9/08
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 彭艷君

技術領域

本發(fā)明屬于電力技術領域，特別涉及一種配電網(wǎng)電容電流分布補償方法。

背景技術

隨著城市電纜化率的不斷提高，不少新上不久的消弧線圈就顯得容量不足，需要增容更換。經(jīng)過幾次改造以后，已經(jīng)無法在原有的基礎上再進行增容。如果更換成套設備，投資較大。更重要的是，當電容電流過大時，采用傳統(tǒng)的集中式消弧線圈補償?shù)姆椒y以取得較好的補償效果。故考慮在線路上進行分布補償，即把所要補償?shù)拇箅娙蓦娏鞣指畛蓭讉€小部分，在除母線外，在其它的線路或用戶側(cè)進行補償。

分布補償，是在變電站所屬的開閉站、配電室、柱上變安裝固定容量的消弧線圈，時刻對線路的電容電流進行補償。同時在變電站內(nèi)安裝自動控制消弧線圈，在變電站所屬線路長度或電氣設備容量發(fā)生變化的情況下，由自動控制補償消弧線圈進行調(diào)節(jié)，以起到平衡的作用。

如果只根據(jù)配電網(wǎng)總的容量需求隨意在線路上進行消弧線圈的容量分配，那么在某條線路切除或轉(zhuǎn)供的情況下，相應的消弧線圈設備也隨之退出電網(wǎng)或轉(zhuǎn)移，可能會在新的運行狀態(tài)下出現(xiàn)消弧線圈容量配置不足或者調(diào)節(jié)下限過高。容量不足時容易發(fā)生諧振現(xiàn)象，使中性點電壓過高；調(diào)節(jié)下限過高則可能在發(fā)生單相接地故障的時候，消弧線圈無法實現(xiàn)全補償。在配置消弧線圈容量的時候需結(jié)合該條線路的電容電流大小綜合考慮。合理的消弧線圈容量配置方案不僅能解決上述問題，而且還能在投資較少的設備改造費用的同時取得較好的補償效果，研究和改造的實際意義及經(jīng)濟效益都很大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決上述技術問題之一。

為此，本發(fā)明的目的是提出一種合理確定的消弧線圈分布補償配置方案，能夠避免由于消弧線圈容量減小引發(fā)的諧振現(xiàn)象，在投資較少設備改造費用的同時取得較好的補償效果。

為實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用的的技術方案為：一種配電網(wǎng)電容電流分布補償方法，包括以下步驟：

步驟1、獲取配電網(wǎng)相關數(shù)據(jù)信息，確定數(shù)學模型的變量及其取值空間；

步驟2、根據(jù)系統(tǒng)對補償容量的要求，確定約束條件；

步驟3、以接地殘流的大小作為補償效果的衡量標準，以接地殘流最小和成本最低為目標，建立目標函數(shù)；

步驟4、對步驟3建立的目標函數(shù)優(yōu)化，求解，得出最佳配置方案。

進一步地，所述步驟1中的配電網(wǎng)相關數(shù)據(jù)信息包括：配電網(wǎng)拓撲信息、配電網(wǎng)接線方式和運行方式、配電網(wǎng)單線圖和母線上每一條出線的電容電流大小；

步驟1中確定數(shù)學模型的變量及其取值空間的方式如下：將每一條線路上配置的消弧線圈容量大小確定為數(shù)學模型的變量，L₀為安裝在母線上的可自動調(diào)節(jié)的消弧線圈，L₁、L₂、…、L_i(i＝1，2…n)為安裝在線路上的小容量消弧線圈，容量固定；設配電網(wǎng)母線上有n條出線，第i條線路的電容電流大小為I_Ci，第i條線路上配置的消弧線圈容量為Q_Li；若該條線路上未配置消弧線圈，則Q_Li＝0。

進一步地，所述步驟2中的根據(jù)系統(tǒng)對補償容量的要求，需考慮配電網(wǎng)中第j條線路(j＝1，2…n)切除或轉(zhuǎn)供時，在相應的消弧設備隨之一起退出運行或轉(zhuǎn)移的情況下，

一方面配電網(wǎng)的消弧線圈總?cè)萘繎獫M足系統(tǒng)正常運行時過補償?shù)囊螅⒈Ａ粢欢ǖ脑６龋x取消弧線圈的安裝容量

另一方面消弧線圈容量的調(diào)節(jié)下限應不大于所需要的補償容量Q_C，

其中，為額定相電壓，I_C為系統(tǒng)電容電流；

根據(jù)上述系統(tǒng)對補償容量的要求，確定約束條件為

其中，Q_0min和Q_0max分別為母線上集中補償?shù)南【€圈的調(diào)節(jié)下限和調(diào)節(jié)上限，Q_Cj為第j條線路所需要的補償容量，I_Cj為第j條線路的電容電流。

進一步地，所述步驟3中目標函數(shù)建立的方式如下：

①建立接地殘流最小的目標函數(shù)I_f，采用母線發(fā)生單相接地故障時，消弧線圈由于自動調(diào)節(jié)作用處于全補償狀態(tài)下，流過故障點的接地殘流大小作為目標函數(shù)；接地殘流大小的計算方法，是將故障點接地前的相電壓大小與系統(tǒng)的對地電導相乘，由此得