CN106329548B - 基于关口功率因数线性约束的高压配电网无功控制方法 - Google Patents

基于关口功率因数线性约束的高压配电网无功控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106329548B
CN106329548B CN201610899759.7A CN201610899759A CN106329548B CN 106329548 B CN106329548 B CN 106329548B CN 201610899759 A CN201610899759 A CN 201610899759A CN 106329548 B CN106329548 B CN 106329548B
Authority
CN
China
Prior art keywords
network
substation
power
critical point
power factor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201610899759.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106329548A (zh
Inventor
胡鑫
张勇军
刘斯亮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China University of Technology SCUT
Original Assignee
South China University of Technology SCUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South China University of Technology SCUT filed Critical South China University of Technology SCUT
Priority to CN201610899759.7A priority Critical patent/CN106329548B/zh
Publication of CN106329548A publication Critical patent/CN106329548A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106329548B publication Critical patent/CN106329548B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/20—Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30—Reactive power compensation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明提供基于关口功率因数线性约束的高压配电网无功控制方法，以解决高压配电网因复杂的拓扑现状导致无法较好实现无功“分层”就地平衡的问题。其具体步骤为：首先，采集网络结构参数，读取网络运行参数，计算网络初始潮流，确定目标调节参数；其次，通过110kV、220kV变电站高压关口处的功率因数调节目标进行变电站变低侧补偿装置的投切，以此进行110kV变电站的就地无功平衡调节与220kV变电站全局无功电压调节；最后，对于仍未能满足电压安全约束的节点进行动态无功调节，以确保网络中所有节点电压运行在安全、经济的范围内，并确定最终补偿装置投切方案。

Description

基于关口功率因数线性约束的高压配电网无功控制方法
技术领域
本发明涉及电力***的电压无功调节方法，特别涉及基于关口功率因数线性约束的高压配电网无功控制方法。
背景技术
目前电力***配电网存在自动化水平较低、数据庞大、拓扑复杂的特点，导致***无功电压调节能力立往往无法满足网络中无功的“分层”就地平衡需求，由此带来的电压质量问题与经济运行问题日趋突出。
对于当前高压配电网的网架特点及运行特点，现代优化算法会存在收敛困难或收敛点不合理等问题。
针对目前高压配电网无功规划现状，本发明基于无功潮流经济分配原则与无功分层就地补偿原则，对高压配电网进行电压无功控制，该方法通过对高压配电网两级关口功率因数的整定调节，使网络中无功潮流趋于合理，该方法在尽可能满足无功就地平衡基础上能有效的提高全网的电压质量与降损效果。
发明内容
本发明的目的在于解决高压配电网电压无功调节问题，使电网在保证电压合格的前提下经济运行。
本发明提出一种基于关口功率因数线性约束的高压配电网无功控制方法，包括以下步骤：
(1)采集网络结构参数，读取网络运行参数，计算初始潮流。
(2)根据网络初始潮流，并结合地区无功负荷特性与电压无功调节能力，确定目标调节参数：Vmin；Vmax。
(3)进行110kV变电站的就地无功平衡调节。通过控制110kV变电站变低侧补偿装置的投切，调节结束后计算网络潮流，得到110kV线路首端的无功分配度φcp。
(4)进行220kV变电站全局无功电压调节。结合第一次调节结果，通过确定220kV变电站变低侧补偿装置的投切。调节结束后再次计算网络潮流。
(5)综合分析两次调节结果，对于仍未能满足电压安全约束的节点进一步增加动态无功调节设备，整定潮流结果，确定最终补偿装置投切方案，结束无功补偿调节。
进一步地，步骤(2)所述的目标调节参数： Vmin，Vmax分别是指110kV变电站高压关口处功率因数的最小和最大允许值；220kV变电站高压关口处功率因数的调节整定值以及整个高压配电网三个电压等级(110kV、35kV、10kV)的调节电压限值。以上调节参数从电压调节手段和目标两方面作出限定，其取值可通过当地电网运行人员就其高压配电网现状情况(如网络拓扑特点、无功负荷特性、无功电压现状、供电分区类型等)进行定制。
进一步地，步骤(3)所述的110kV线路首端的无功分配度φcp是指220kV变电站中压母线出线处的无功交换量与此时110kV变电站的无功负荷之比，如式(1)：
φcp＝Qpi/QTi (1)
进一步地，110kV变电站高压关口处的功率因数调节目标由式(2)获得：
其中αj为110kV变电站负载率。
进一步地，220kV变电站高压关口处的功率因数调节目标由式(3)获得：
进一步地，步骤(1)所采集网络结构参数包括网络拓扑结构；变压器、导线、无功补偿装置型号及参数，网络运行参数包括断面负荷值；运行负荷自然功率因数；监测节点运行电压；补偿装置投入量，并通过牛顿-拉夫逊法进行网络初始潮流计算以整定网络初始现状。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)通过两级无功设备的协同补偿有效地提高了高压配电网电压调节能力，实现了高压配电网无功“分层”就地平衡的调节目标。
(2)弥补了现代优化算法在面对复杂网络结构时出现的收敛困难或收敛点不合理等问题，以确保网络中所有节点电压运行在安全、经济的范围。
附图说明
图1是基于关口功率因数线性约束的高压配电网无功控制方法的流程示意图。
图2是高压配电网架典型支路示意图。
图3是某实际高压配电网网架拓扑结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实例对本发明的具体实施做进一步说明，但本发明的实施和保护不限于此。
图1展示了基于关口功率因数线性约束的高压配电网无功控制方法的具体流程，包括以下调节步骤：
(1)采集网络结构参数，读取网络运行参数，计算初始潮流。
(2)根据网络初始潮流，并结合地区无功负荷特性与电压无功调节能力，确定目标调节参数：Vmin，Vmax。
(3)进行110kV变电站的就地无功平衡调节。通过控制110kV变电站变低侧补偿装置的投切，调节结束后计算网络潮流，得到110kV线路首端的无功分配度φcp。
110kV变电站高压关口处的功率因数调节目标由下式获得：
如图2所示高压配电网架典型支路示意图，经过步骤(3)的负荷侧就地无功平衡调节后，该网架110kV侧无功负荷为QTi，220kV变电站中压侧母线出线处的无功交换量为Qpi，由此计算出110kV线路首端的无功分配度φcp＝Qpi/QTi，并以此作为步骤(4)全局无功电压调节的整定值。
(4)进行220kV变电站全局无功电压调节。结合第一次调节结果，通过确定220kV变电站变低侧补偿装置的投切。调节结束后再次计算网络潮流。
220kV变电站高压关口处的功率因数调节目标由下式获得：
(5)综合分析两次调节结果，对于仍未能满足电压安全约束的节点进一步增加动态无功调节设备，整定潮流结果，确定最终补偿装置投切方案，结束无功补偿调节。
以下是本发明方法的一个实际实例，本实例选取广东电网的某一个包含110kV典型网架结构的电网进行仿真，图3为网架拓扑结构示意图。
(1)采集网络结构参数，该网架220kV变电站总变电容量为540MVA；下辖的110kV主变共14台，总变电容量为748MVA；该网架实现全电缆渗透且110kV线路平均供电半径为20km，电缆线路型号选取XLPE-1*800，读取该网架小负荷方式下的某一断面数据(包括断面负荷值；运行负荷自然功率因数；监测节点运行电压；补偿装置投入量)，计算初始潮流。
(2)根据网络初始潮流，并结合地区无功负荷特性与电压无功调节能力，确定目标调节参数如下表1：
表1调节参数设定
(3)进行110kV变电站的就地无功平衡调节。通过控制110kV变电站变低侧补偿装置的投切，采集的断面数据中，αj在20％～30％范围内，由此取调节结束后再次计算网络潮流，得到110kV线路首端的无功分配度φcp＝Qpi/QTi＝-1.007。
(4)进行220kV变电站全局无功电压调节。由第一次调节结束后的φcp值为-1.007，确定取由此确定220kV变电站变低侧补偿装置的投切。调节结束后再次计算网络潮流。
(5)两次调节结束后，B1站变低侧电压仍处于越上限状态，对此站增加动态无功调节设备。整定潮流结果，结束无功补偿调节。调节结果如下表所示
表2实例仿真结果
其中，δh、δm、δl分别为网架内110、35、10kV三个电压等级母线电压越限率，Ploss为对比初始潮流有功网损的网损率。由表2可知，调节完成后，各级母线电压均被拉回到合格范围。且在初始潮流的基础上起到一定的降损效果。
表3关口功率因数对比
由表3可知，优化调节结束后，本层网络与上层关口基本实现无功潮流的零交换，且负荷功率因数的调节效果也较为理想。完成了本层网络无功电力的“自消自纳”。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质和原理下所作的修改、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.基于关口功率因数线性约束的高压配电网无功控制方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)采集网络结构参数，读取网络运行参数，计算网络初始潮流；
(2)根据网络初始潮流，并结合地区无功负荷特性与电压无功调节能力，确定目标调节参数：Vmin；Vmax；所述为110kV变电站高压关口处功率因数的最小和最大允许值；为220kV变电站高压关口处功率因数的调节整定值；Vmin、Vmax为整个高压配电网三个电压等级110kV、35kV、10kV的调节电压上下限值；
(3)进行110kV变电站的就地无功平衡调节；通过控制110kV变电站变低侧补偿装置的投切，调节结束后计算网络潮流，得到110kV线路首端的无功分配度φcp；为110kV变电站高压关口处的功率因数调节目标；
(4)进行220kV变电站全局无功电压调节；结合第一次调节结果，通过确定220kV变电站变低侧补偿装置的投切；调节结束后再次计算网络潮流；为220kV变电站高压关口处的功率因数调节目标；
(5)综合分析前述两次调节结果，对于仍未能满足电压安全约束的节点进一步增加动态无功调节设备，整定潮流结果，确定最终补偿装置投切方案，结束无功补偿调节。
2.根据权利要求1所述的基于关口功率因数线性约束的高压配电网无功控制方法，其特征在于：步骤(2)所述的目标调节参数从电压调节手段和目标两方面作出限定，目标调节参数的取值通过当地电网运行人员就相应配电网现状情况进行定制，配电网现状情况包括网络拓扑特点、无功负荷特性、无功电压现状和供电分区类型。
3.根据权利要求1所述的基于关口功率因数线性约束的高压配电网无功控制方法，其特征在于：步骤(3)所述的110kV线路首端的无功分配度φcp是指220kV变电站中压母线出线处的无功交换量与此时110kV变电站的无功负荷之比，如式(1)：
φcp＝Qpi/QTi (1)。
4.根据权利要求1所述的基于关口功率因数线性约束的高压配电网无功控制方法，其特征在于：步骤(3)所述由式(2)获得：
其中αj为110kV变电站负载率。
5.根据权利要求1所述的基于关口功率因数线性约束的高压配电网无功控制方法，其特征在于：步骤(4)所述由式(3)获得：
6.根据权利要求1所述的基于关口功率因数线性约束的高压配电网无功控制方法，其特征在于：步骤(1)所采集网络结构参数包括网络拓扑结构；变压器、导线、无功补偿装置的型号及参数，网络运行参数包括断面负荷值；运行负荷自然功率因数；监测节点运行电压；补偿装置投入量，并通过牛顿-拉夫逊法进行网络初始潮流计算以整定网络初始现状。
CN201610899759.7A 2016-10-14 2016-10-14 基于关口功率因数线性约束的高压配电网无功控制方法 Expired - Fee Related CN106329548B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610899759.7A CN106329548B (zh) 2016-10-14 2016-10-14 基于关口功率因数线性约束的高压配电网无功控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610899759.7A CN106329548B (zh) 2016-10-14 2016-10-14 基于关口功率因数线性约束的高压配电网无功控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106329548A CN106329548A (zh) 2017-01-11
CN106329548B true CN106329548B (zh) 2019-01-18

Family

ID=57817770

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610899759.7A Expired - Fee Related CN106329548B (zh) 2016-10-14 2016-10-14 基于关口功率因数线性约束的高压配电网无功控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106329548B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112800567A (zh) * 2021-03-09 2021-05-14 广州汇通国信科技有限公司 一种基于人工神经网络电力数据诊断的治理方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102709918B (zh) * 2012-05-21 2014-09-10 广东省电力调度中心 基于avc***的电网关口无功功率控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106329548A (zh) 2017-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106992526B (zh) 一种分层分布式的光伏接入配电网电压控制***及方法
CN101976847B (zh) Svc与avc联调控制***
CN103248059A (zh) 配电网无功电压优化方法与***
CN101420126A (zh) 配电网电能质量复合控制***及其控制方法
CN105490281B (zh) 基于边界条件的分层分区无功电压分析方法
CN107947185B (zh) 一种基于多目标优化的电网自动电压控制方法及***
CN103138269A (zh) 基于主动机制的分层分布式配电网电压调控***及方法
CN104158199B (zh) 对电力***实时状态进行无功电压优化控制的***和方法
CN106712051B (zh) 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
CN107230979B (zh) 一种电网自动电压优化控制方法
CN203180536U (zh) 区域电网电压无功优化集成控制***
CN110311403A (zh) 基于分布式光伏发电的低压配电网电压功率综合控制方法
CN104917188B (zh) 一种220kV变电站分组协调无功控制方法
CN113131490B (zh) 新能源场站的无功控制方法、装置和***
CN104319783B (zh) 一种基于负荷预测的配电网二级协调控制***及方法
CN103997035A (zh) 电力变压器及线路经济运行闭环控制***及方法
CN103427427A (zh) 一种提高电网暂态电压支撑能力的网源稳态调压优化方法
CN113555878A (zh) 一种台区电能质量综合补偿***
CN106329548B (zh) 基于关口功率因数线性约束的高压配电网无功控制方法
CN108988349A (zh) 含分布式可再生能源的配电网多层级无功电压控制方法
Dou et al. A nonintrusive control strategy using voltage and reactive power for distribution systems based on PV and the nine-zone diagram
CN108539751A (zh) 一种地区电网avc控制方法及***
CN105262112B (zh) 风电场集群式静止型无功补偿装置控制方法
CN116632918A (zh) 一种通过闭环重构和电压无功控制增加光伏承载力的方法
CN108400601A (zh) 一种特高压直流近区电网国分省协同无功备用计算方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190118