[發明專利]一種稀疏偏遠地區供電線路延伸的電力電子調壓器配置方法

有效

• 申請號: 202011023841.6
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112165103B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 楊森林;趙建勇;年珩;馬麗山;范越;丁元杰;董順虎;王磊;韓俊垚;于濤;劉小慶;陳文君;李學榮;王生宏;楊正;王帥;張江濤;付文秀;劉夫達
• 申請（專利權）人: 國網青海省電力公司果洛供電公司;國家電網有限公司;國網青海省電力公司;浙江大學
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12;H02J3/16;H02J3/18;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

本發明涉及一種稀疏偏遠地區供電線路延伸的電力電子調壓器配置方法，實現供電半徑延長和快速精準調整電壓，補償無功。為合理配置電力電子調壓器在配電網中的作用，建立選址定容雙層優化模型。優化模型上層考慮潮流靈敏度因子為主，電壓穩定指標為輔，選出最佳安裝位置，下層考慮電壓穩定性和經濟性確定最優安裝容量。基于稀疏偏遠地區配電網改進IEEE33節點，利用慣性權重自適應粒子群算法求解模型，得到電力電子調壓器在稀疏偏遠地區配電網中的安裝位置和容量大小。

技術領域

本發明涉及中低壓配網技術領域，尤其涉及一種稀疏偏遠地區供電線路延伸的電力電子調壓器配置方法。

背景技術

現代電力系統規模日益擴大，電力行業日益繁榮，人們對電能質量、電能穩定性和經濟性等方面提出了更高的要求。但是，一些稀疏偏遠地區配電網仍存在許多問題。稀疏地區地廣人稀的特點使供電單元相對分散，而長距離供電半徑使線路電壓損耗大，電弧熄滅困難，電能質量低，經濟性差。此外，較大的負荷波動會導致電壓調整困難，常規的無功補償無法滿足運行要求。為解決稀疏偏遠地區配電網面臨的問題，可提高電壓等級，增加電源點，但該類方法維護費用巨大，電網結構變化復雜，所以，通過增加各類電壓補償裝置來延長稀疏地區配電網供電半徑成為了近幾年研究的熱點。

目前，延長供電半徑，提高電壓質量的裝置有很多。例如：采用有載調壓變壓器進行調壓，此方法是將主電網中的無功轉嫁至缺額線路，使線路電壓暫時提高，有可能導致系統電壓崩潰；配置無功功率電源，通過補償無功提高電壓，如同步發電機、并聯電容器和靜止無功發生器等，這些裝置無法同時兼顧連續精準調節、補償線路電壓和補償無功電流等，因此不適用于稀疏偏遠地區配電網。電力電子調壓器是一種適用于中壓配電網的新型調壓器，其精準、連續、迅速、高效的特點實現電壓的快速調節，線路有功和無功的穩定補償，滿足稀疏偏遠地區配電網需求。

目前電力電子調壓器成本較高，配置過大容量，會造成不必要的經濟浪費；但配置過小容量，又無法有效的調整電壓，補償無功。此外，電力電子調壓器的安裝位置也會影響系統穩定性。因此合理配置電力電子調壓器容量和安裝位置能在保證經濟性的同時更好的實現電壓快速調節，線路有功和無功的穩定補償。

發明內容

本發明主要解決稀疏偏遠地區供電線路延伸的電力電子調壓器配置問題，從潮流靈敏度因子、電壓偏差減小率、節點電壓總偏差和總投資成本多方面考慮，在保證電力系統穩定的同時，提高電壓質量和經濟性。

本發明提供的一種稀疏偏遠地區供電線路延伸的電力電子調壓器配置方法，包括：

步驟1：建立電力電子調壓器數學模型和等效功率注入模型；

步驟2：建立雙層優化模型，上層以潮流靈敏度因子為主，電壓穩定指標為輔，篩選出最佳安裝位置；下層以電壓穩定性和經濟性確定最優安裝容量；

步驟2.1：上層選址

確定電力電子調壓器的安裝個數N，以潮流靈敏度因子為主，獲取線路有功潮流性能指數，根據直流潮流法計算靈敏度因子分別篩選出中前N個最大絕對值所對應的線路，將兩個靈敏度因子對應的相同線路作為確定安裝位置，將兩個靈敏度因子對應的不同線路作為候選安裝位置；

以電壓穩定指標為輔，計算候選安裝位置下的電壓偏差減小率，按照電壓偏差減小率從大到小的順序選出剩余的安裝位置；

步驟2.2：下層定容

選取總投資成本和節點電壓總偏差分別作為經濟性和電壓穩定性的評估指標，建立容量配置數學模型；

步驟2.3：采用慣性權重自適應粒子群算法獲得步驟2.2中容量配置數學模型的最優解，以使節點電壓總偏差和無量綱處理后的總投資成本之和最小，得到最終安裝容量。