[发明专利]一种配电网区域电压无功治理系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于电力技术领域，涉及一种配电网电压治理系统及方法，尤其涉及一种配电网区域的电压无功治理系统及方法。

技术背景

目前我国配电网具有如下基本特点：地理分布极为广泛、供电半径长度长短不一、负荷水平变化大、且峰谷负荷时段因地域不同而呈现多样性、电压合格率普遍偏低。初步调研显示，配电网中电压偏移的变化规律复杂，且负荷峰谷差别大，为提高末端负荷电压合格率，首端电压严重偏高；同时由于线路过长，其末端电压往往严重偏低，380/220V低压供电线路尤其如此。例如有报道表明某馈电线路首端的用户侧相电压达到255V，电压偏移达到+16％；而其末端的相电压最低只有146V，电压偏移达到-34％。如此大的电压偏移使得线路首末端用户均无法正常运行。随着我国对于电压合格率以及用户投诉率数据的集中管理与考核，有必要将提高供电电压质量作为一个紧迫性的任务来考虑。

本质上将配电网的供电电压质量完全提高到合格水平，只能通过增大线径、开断长距离输电线路、增加电源点、更换大容量配变等措施。但这些措施存在涉及范围广、项目落实周期长、资金投资过大等问题，难以在短期内改善配电网供电电压质量。如果完全依赖于变电站10kV母线电压的调压来提高所有出线线路的电压质量，则由于各线路负荷波动幅度大、波动规律不一致，而变得难以协同调节，往往顾此失彼。目前配电网常利用无功补偿装置以提高配电网节点电压的合格率，但多个无功补偿装置之间没有相互协调的机制，使得电压合格只针对某一个节点实现，对于全配电网而言不一定最佳。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种协调利用多个无功补偿装置的配电网区域电压无功治理系统及方法。

本发明的系统所采用的技术方案是：一种配电网区域电压无功治理系统，通过对各个节点装设无功补偿装置来对配电网进行电压治理，其特征在于：还包括若干个节点电压监测终端、通信网络和后台服务器，所述的若干个节点电压监测终端分别安装在区域配电网内的各个节点处，所述的节点电压监测终端将测量得到的节点处实时电压信号通过所述的通信网络上传至所述的后台服务器；所述的后台服务器以全局节点合格率最高和配电网网损最小为优化目标，计算出各无功补偿装置的补偿容量设定值，并传送至各无功补偿装置；各无功补偿装置根据设定值动作后产生相应的无功补偿量，从而实现区域配电网内节点电压合格率最高和网损最小的目标。

本发明的方法所采用的技术方案是：一种配电网区域电压无功治理的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：获取区域配电网络的相关信息，建立起配电网的潮流计算模型；

步骤2：获取区域配电网的无功补偿装置的情况，建立起无功功率优化模型；

步骤3：确定目标函数，对目标函数进行优化，生成优化方案。

作为优选，步骤1中所述的区域配电网络的相关信息，包括线路阻抗参数、配电网拓扑信息、变压器参数、接线方式、配电网接线方式和运行方式、配电网单线图、地理接线图和节点电压。

作为优选，步骤2中所述的区域配电网的无功补偿装置的情况，包括无功补偿装置的种类、无功补偿装置的补偿容量及分布情况、各种无功补偿装置的成本费用、节点电压和支路电流的可承受范围、有载变压器分接头。

作为优选，步骤3中所述的确定目标函数，所述的目标函数有两个：第一目标函数为MAX(F1(i))，其确定方法为把各个节点电压监测终端监测到的电压通过通信网络传递到后台服务器，后台服务器判定各个节点电压是否合格，计算出电压合格率，其节点电压合格率F1(i)的最高值确定为第一目标函数MAX(F1(i))；第二目标函数为MIN(F2(i)))，其确定方法为通过潮流计算计算各种无功补偿容量下的网络损耗，网络损耗F2(i)最小值确定为第二目标函数MIN(F2(i)))。