[发明专利]20kV城市电缆线路无功配置方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统配电线路无功补偿配置方法，特别涉及20kV城市电缆线路的无功补偿配置方法。

背景技术

随着城市负荷的日益增长，20kV电压等级由于其自身在供电能力、经济效益的优势越来越受到重视。在经济发达的城市地区，已逐渐采用20kV城市电缆线路取代原有的10kV电缆线路对用户进行供电。同时，为了提高电网质量，最大限度减少网络损耗，改善供电环境，在配电线路增设无功补偿设备是一项被广泛认可的措施。

目前，针对城市配电网的无功补偿配置，《国家电网公司城市配电网技术导则》及《中国南方电网城市配电网技术导则》均指出对于20、10kV中低压配电网的无功补偿，应安装在低压母线侧，容量按变压器容量20%～40%考虑；而在20kV电压等级应用较为成熟的江苏地区，其出台的《20kV配电系统技术导则》也指出无功补偿配置容量按主变容量15%～30%配置，采用客户端分散就地补偿与变电所集中补偿相结合的方式。

事实上，无功补偿配置容量受负荷性质、供电半径、配电线路拓扑结构等因素影响，上述导则笼统地给出了无功补偿配置容量的范围，较大的配置区间可能会导致电网公司在实际安装配置时为保证可靠均按最大配置率配置，造成经济效益的下降。

因此，为更好地指导工程上的实际应用，需要一种能够结合20kV城市配电线路自身特点，更为明确界定配电线路无功补偿配置容量范围的方法，以缩小现有导则中给出的配置区间，指导配电线路在不同运行工况下的无功配置。

发明内容

本发明的目的在于根据不同20kV城市电缆线路不同的运行工况给出无功配置容量范围，以缩小现有导则笼统给出的配置区间。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种20kV城市电缆线路的无功配置方法，包括以下步骤：

（1）提取20kV城市电缆线路的电气特征，建立20kV城市电缆的典型配电线路模型；所述电气特征包括线路的拓扑结构、主干线长度L、电缆线路型号、线路总配变容量、配变型号；

（2）基于不同的边界条件，将典型配电线路模型非典型化，形成具有不同边界条件的非典型配电线路，其边界条件代表线路不同的实际运行工况，边界条件指主干线长度L、线路配变平均负载率α和配变平均原始功率因数β；

（3）得出α、β和L变化时对应最优无功配置率的变化率，按α、β的不同区间形成非典型配电线路无功配置参考值表；

（4）根据非典型配电线路无功配置参考值表，得出某一配变负载率水平即未来3～5年内的最大负荷预测值与配变平均原始功率因数期望值的城市电缆线路的无功补偿配置率，进行20kV城市电缆线路的无功配置。

进一步地，20kV城市电缆的典型配电线路模型，采用以下参数：主干线长度L为3km，电缆线路型号为YJLV223*300，线路总配变容量为17500kVA，配变型号均采用低能耗配电变压器，典型配电线路模型的拓扑结构采用现有IEEE14节点配电系统模型，该拓扑结构一个馈线节点具有3条主干线出线，共13条支路，各支路线路长度按上述分析结果由主干线长度3km平均分配，各节点均带配电变压器，配电变压器容量按线路总配变容量平均分配。

进一步地，非典型配电线路是指：边界条件α、β和L与典型配电线路模型的不同，不同的边界条件代表线路不同的实际运行工况；

线路配变平均负载率α定义为：

α=PS---(1)]]>

P为线路上总的有功功率负荷，S为线路总配变容量；

配变平均原始功率因数β与线路上总的有功功率负荷P和无功功率Q的关系为：