[发明专利]低压配电台区分散无功补偿与扩大线径协调优化计算方法

说明书

本发明公开一种低压配电台区分散无功补偿与扩大线径协调优化计算方法，首先根据低压配电网的潮流计算结果，选择电压损耗较大的支路作为候选的扩大线径支路，同时以所有的负荷节点作为候选无功补偿点，进行分散无功补偿与扩大线径协调优化计算，通过采用内嵌二次罚函数处理离散变量的非线性原对偶内点法求解优化模型得到分散无功补偿与扩大线径的协调方案。本发明通过采用内嵌二次罚函数处理离散变量的非线性原对偶内点法求解优化模型得到分散无功补偿与扩大线径的协调方案，能够更好地提高低压配电台区的供电安全性和电压质量，并降低低压配电台区的网损。

技术领域

本发明涉及电力配电规划领域，具体涉及一种低压配电台区分散无功补偿与扩大线径协调优化计算方法。

背景技术

低压配电网是电力系统中直接与低压用户连接的供电环节，其安全优质运行直接影响到众多低压用户的正常用电。目前我国广大的农村低压配电台区，由于供电半径较大，负荷较分散，低压配电线路较长，线路的电压损耗较大，在远离配电变压器的线路末端，经常会出现负荷端电压过低而导致光管等负荷无法正常启动的问题，大大影响了用户的正常用电。为解决这个问题，通常在低压配电台区中安装无功补偿装置来提高负荷节点电压，使得光管等负荷能够正常启动。

由于低压配电线路的电阻与电抗的比值较高压电网大很多，低压配电线路的电压损耗除了传输无功功率引起的部分外，传输有功功率引起的部分也会比较大。由于安装无功补偿装置只能够减小线路传输无功功率引起的电压损耗部分，对于线路传输有功功率引起的电压损耗部分没有改善效果。而通过对扩大低压配电线路的线径，能够减小线路的电阻，进而减小线路传输有功功率引起的电压损耗部分，从而能够进一步改善用户的电压质量，另外减小线路的电阻还有利于进一步减小线路的有功损耗。因此，对于低压配电台区，如何更好地协调分散无功补偿与扩大线径两种措施，以提高电压质量和降低网损，亟需提出合理的计算模型和方法。

目前，低压配电台区主要通过安装无功补偿装置来提高负荷节点电压，而且主要采用在变压器低压侧进行集中补偿的方式，补偿容量大多数情况是根据经验值来确定，虽然改善了变压器的输出电压质量，无法兼顾各段线路的电压分布情况，从而导致补偿后的网损水平和电压质量都无法达到满意效果，仍然普遍存在网损偏高，部分节点电压质量水平过低的现象。并且，由于农村配电台区负荷分布较分散，低压配电馈线较长，如果在配变低压侧集中补偿，常常会出现馈线首端电压偏高而末端负荷点电压依然偏低的情况。另外还有一些补偿方式，如首段补偿、2/3补偿方式等大多采用在线路上固定补偿几组电容，而且补偿容量也是根据经验值来确定，无法达到改善整个配电网各负荷点电压质量的效果。

上述技术存在的缺点是：在低压配电台区的配电变压器低压侧集中配置无功补偿装置的集中补偿方式，对于负荷分布较分散、配电馈线较长的农村配电台区，不能很好的解决其电压质量问题。而且，安装无功补偿装置只能够减小线路传输无功功率引起的电压损耗部分，对线路传输有功功率引起的电压损耗部分没有改善效果，因而对于线路的电阻与电抗的比值较大低压配电台区，其改善电压质量的效果有限。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中存在的问题，提出了一种低压配电台区分散无功补偿与扩大线径协调优化计算方法，能够更好地提高低压配电台区的供电安全性和电压质量，并降低低压配电台区的网损。

为达到上述发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：

本发明还公开一种低压配电台区分散无功补偿与扩大线径协调优化计算方法，包括步骤如下：

步骤S1,获取低压配电台区的结构和运行数据，构建关于决策变量和状态变量的低压配电网台区总有功损耗最小化的优化模型；设定约束条件如下，等式约束条件:各个节点的功率平衡方程,不等式约束条件:各节点电压幅值上下限约束、各无功补偿点并联无功补偿容量的上下限约束和各扩大线径支路截面积的上下限约束；所述决策变量为无功补偿点的并联无功补偿容量和扩大线径支路的截面积，状态变量包括各节点的电压幅值和相角；