一种低压输电线路的无功补偿控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种低压输电线路的无功补偿控制方法及系统，包括采集各段线路的运行参数，运行参数包括线路电压、发电机注入的有功功率、发电机注入的无功功率、负荷的有功功率及负荷的无功功率；当各个线路电压均满足相应线路的电压预设条件时，依据所有运行参数以及与变压器参数得到各个无功补偿装置的无功补偿量并生成与各个无功补偿装置相应的控制指令，将各个控制指令发送至各个相应的无功补偿装置，以便无功补偿装置依据对应的无功补偿量对低压输电线路进行相应的无功补偿调节。本发明专利技术实现了对各段线路无功补偿的实时统一、同步控制，降低了低压输电线路的损耗，提高了电压质量及工作效率，节约了人力资源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及配电网经济运行
，特别是涉及一种低压输电线路的无功补偿控制方法及系统。
技术介绍
电压质量不仅是衡量电力系统运行质量的重要指标之一，还是保证电器设备安全使用和产品质量的重要因素。电网中的无功功率又是影响电压质量的重要因素，无功功率的存在在一定程度上降低了电压质量。如何实现对电力系统进行实时有效的无功补偿成为电压安全、优质、经济运行的良好技术手段。现有技术中，低压配电网中的输电线路上的无功补偿主要是通过工作人员定期控制输电线路各段线路的无功补偿装置来实现对各段线路的无功补偿，对各段线路的无功补偿调控是分立进行的，没有实现对各段线路的无功补偿的实时统一、同步控制，即当对输电线路中的某一段或者某几段线路进行无功补偿调节时，因没有对剩余的线路进行无功补偿使输电线路中存在无功功率，从而使得输电线路的损耗较大，电压质量较低，并且采用人工控制造成了人力资源的浪费，降低了工作效率。因此，如何提供一种解决上述技术问题的低压输电线路的无功补偿控制方法及系统成为本领域的技术人员需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种低压输电线路的无功补偿控制方法及系统，在使用过程中实现了对各段线路无功补偿的实时统一、同步控制，降低了低压输电线路的损耗，提高了电压质量及工作效率，节约了人力资源。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种低压输电线路的无功补偿控制方法，应用于低压输电线路的无功功率控制系统，该系统包括输电线路上的各个变压器以及与每个变压器一一对应的无功补偿装置，从所述低压输电线路末端起以变压器与负荷连接点为节点将所述低压输电线路分成多段，所述方法包括：采集各段线路的运行参数，所述运行参数包括线路电压、发电机注入的有功功率、发电机注入的无功功率、负荷的有功功率及负荷的无功功率；当各个所述线路电压均满足相应线路的电压预设条件时，则依据所有所述线路电压、所述发电机注入的有功功率、所述发电机注入的无功功率、所述负荷的有功功率、所述负荷的无功功率以及与各段所述线路中的变压器对应的变压器参数得到各个所述无功补偿装置的无功补偿量并生成与各个无功补偿装置相应的控制指令，并将各个所述控制指令发送至各个相应的无功补偿装置，以便所述无功补偿装置依据对应的所述无功补偿量对所述低压输电线路进行相应的无功补偿调节。优选的，所述采集各段线路的运行参数的具体过程为：间隔预设时间采集各段线路的运行参数。优选的，所述变压器参数包括电抗XT、容抗XC、电阻RT和额定电压UN；则相应的，所述依据所有所述线路电压、所述发电机注入的有功功率、所述发电机注入的无功功率、所述负荷的有功功率、所述负荷的无功功率以及与各段所述线路中的变压器对应的变压器参数得到各个所述无功补偿装置的无功补偿量的过程具体为：步骤S101：依据所述线路电压以及所述额定电压UN确定优化目标函数，所述优化目标函数为并生成以所述低压输电线路的母线为第1节点，各个变压器与负荷连接点为第i节点的Y矩阵，节点数为n；其中，k为各个变压器的变比组成的向量组，y为各个无功补偿装置投入的电容器组数组成的向量组，Ui为第i个节点的线路电压的幅值，ΔUimax＝Uimax-Uimin为节点i允许的最大电压偏差；UiN为第i个节点处变压器额定电压的幅值；步骤S102：设定控制变量变比初值k(m＝0)，k(m＝0)为迭代次数m＝0时从1节点到i节点各个变压器的变比组成的向量组；步骤S103：确定迭代次数m，m的初始值为m＝0；步骤S104：依据恒等式功率平衡关系式以及约束条件得出y(m)，其中，y(m)为第m次迭代各个无功补偿装置投入的电容组所组成的向量，为第i*个虚拟节点的注入功率，为第i*个虚拟节点的有功功率，为第i*个虚拟节点的无功功率，所述功率平衡关系式为和所述约束条件包括变压器分接头调节范围约束条件、节点无功补偿约束条件以及节点电压约束条件；所述所述其中，PGi和QGi分别为第i个节点的发电机注入的有功功率和无功功率，和负荷的有功功率和无功功率，QCi为第i个节点处的无功补偿装置的输出功率，Gij和Bij分别为节点i与节点j之间的电导和电纳，所述Gij和Bij均依据所述Y矩阵得出；步骤S105：依据不等式约束函数确定罚函数W(k(m)，y(m))，并依据所述y(m)、所述k(m)和第一计算关系式计算得出λ(m)，其中，所述不等式约束函数为h(ki，yi)＝yiUi/Xc，λ(m)表示第m次迭代时的修正系数，所述g(k(m)，y(m))依据所述功率平衡关系式得出；步骤S106：结合所述y(m)、所述k(m)、所述λ(m)以及第二计算关系式通过计算得出的计算结果；步骤S107：判断所述的计算结果是否满足其中，ε＝0.00001，如果是，则输出计算结果，所述计算结果为y(m)和k(m)的向量组，依据所述y(m)和所述k(m)向量组得出第m次迭代时各个变压器的变比ki与各个无功补偿装置投入的电容器组数yi，并结合第三计算关系式计算得出各段线路的无功补偿装置对应的无功补偿量；否则，进入步骤S108；步骤S108：确定步长因子C(m)＝1.25％，并依据所述补偿因子修正变压器的变比得到并依据所述变压器分接头调节范围约束条件进行越界变量设置，所述越界变量为其中，为第m+1次迭代时第i个节点处的变压器的变比，为第m次迭代时第i个节点处的变压器的变比，kimax为第i个节点处的变压器的最大变比，kimin第i个节点处的变压器的最小变比，为第m次迭代时第i个节点处的变压器的变比的增量；步骤S109：更新迭代次数m＝m+1，并返回步骤S103。优选的，所述运行参数还包括无功补偿装置的无功补偿容量，则所述方法还包括：将所述无功补偿量与相应的无功补偿装置的无功补偿容量进行比较，当所述无功补偿量大于所述无功补偿容量时，发送相应的补偿控制指令至与该无功补偿装置相邻的无功补偿装置，以控制所述相邻的无功补偿装置对该段线路进行相应的无功补偿调节。优选的，所述预设时间为5min。优选的，当所述线路电压不满足该段线路的电压预设条件时，则依据所述线路电压以及所述电压预设条件生成并发送电压调节指令，以使相应的变压器调节分接装置依据所述电压调节指令调节相应的变压器分接头的位置以使所述线路电压满足所述电压预设条件。优选的，如上述所述的低压输电线路的无功功率控制方法，所述无功补偿装置为电容补偿器与静止无功发生器并联后组成的无功补偿装置、电容补偿器或静止无功发生器中的一种无功补偿装置。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种低压输电线路的无功功率控制系统，所述系统包括：采集单元，用于采集各段线路的运行参数，所述运行参数包括线路电压、无功补偿装置的输出功率、发电机注入的有功功率、发电机注入的无功功率、负荷的有功功率及负荷的无功功率；控制单元，用于当各个所述线路电压均满足相应线路的电压预设条件时，依据所有所述线路电压、所述无功补偿装置的输出功率、所述发电机注入的有功功率、所述发电机注入的无功功率、所述负荷的有功功率、所述负荷的无功功率以及与各段所述线路中的变压器对应的变压器参数得到各个所述无功补偿装置的无功补偿量并生成与各个无功补偿装置相应的控制指令，并将各个所述控制指令发送出去；发送单元，用于接收各个所述控制指令，并将各个所述控制指令本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低压输电线路的无功补偿控制方法，应用于低压输电线路的无功功率控制系统，该系统包括输电线路上的各个变压器以及与每个变压器一一对应的无功补偿装置，从所述低压输电线路末端起以变压器与负荷连接点为节点将所述低压输电线路分成多段，其特征在于，所述方法包括：采集各段线路的运行参数，所述运行参数包括线路电压、无功补偿装置的输出功率、发电机注入的有功功率、发电机注入的无功功率、负荷的有功功率及负荷的无功功率；当各个所述线路电压均满足相应线路的电压预设条件时，则依据所有所述线路电压、所述无功补偿装置的输出功率、所述发电机注入的有功功率、所述发电机注入的无功功率、所述负荷的有功功率、所述负荷的无功功率以及与各段所述线路中的变压器对应的变压器参数得到各个所述无功补偿装置的无功补偿量并生成与各个无功补偿装置相应的控制指令，并将各个所述控制指令发送至各个相应的无功补偿装置，以便所述无功补偿装置依据对应的所述无功补偿量对所述低压输电线路进行相应的无功补偿调节。

【技术特征摘要】
1.一种低压输电线路的无功补偿控制方法，应用于低压输电线路的无功功率控制系统，该系统包括输电线路上的各个变压器以及与每个变压器一一对应的无功补偿装置，从所述低压输电线路末端起以变压器与负荷连接点为节点将所述低压输电线路分成多段，其特征在于，所述方法包括：采集各段线路的运行参数，所述运行参数包括线路电压、无功补偿装置的输出功率、发电机注入的有功功率、发电机注入的无功功率、负荷的有功功率及负荷的无功功率；当各个所述线路电压均满足相应线路的电压预设条件时，则依据所有所述线路电压、所述无功补偿装置的输出功率、所述发电机注入的有功功率、所述发电机注入的无功功率、所述负荷的有功功率、所述负荷的无功功率以及与各段所述线路中的变压器对应的变压器参数得到各个所述无功补偿装置的无功补偿量并生成与各个无功补偿装置相应的控制指令，并将各个所述控制指令发送至各个相应的无功补偿装置，以便所述无功补偿装置依据对应的所述无功补偿量对所述低压输电线路进行相应的无功补偿调节。2.根据权利要求1所述的低压输电线路的无功功率控制方法，其特征在于，所述采集各段线路的运行参数的具体过程为：间隔预设时间采集各段线路的运行参数。3.根据权利要求2所述的低压输电线路的无功补偿控制方法，其特征在于，所述变压器参数包括电抗XT、容抗XC、电阻RT和额定电压UN；则相应的，所述依据所有所述线路电压、所述发电机注入的有功功率、所述无功补偿装置的输出功率、所述发电机注入的无功功率、所述负荷的有功功率、所述负荷的无功功率以及与各段所述线路中的变压器对应的变压器参数得到各个所述无功补偿装置的无功补偿量的过程具体为：步骤S101：依据所述线路电压以及所述额定电压UN确定优化目标函数，所述优化目标函数为并生成以所述低压输电线路的母线为第1节点，各个变压器与负荷连接点为第i节点的Y矩阵，节点数为n；其中，k为各个变压器的变比组成的向量组，y为各个无功补偿装置投入的电容器组数组成的向量组，Ui为第i个节点的线路电压的幅值，ΔUimax＝Uimax-Uimin为节点i允许的最大电压偏差；UiN为第i个节点处变压器额定电压的幅值；步骤S102：设定控制变量变比初值k(m＝0)，k(m＝0)为迭代次数m＝0时从1节点到i节点各个变压器的变比组成的向量组；步骤S103：确定迭代次数m，m的初始值为m＝0；步骤S104：依据恒等式功率平衡关系式以及约束条件得出y(m)，其中，y(m)为第m次迭代各个无功补偿装置投入的电容组所组成的向量，为第i*个虚拟节点的注入功率，为第i*个虚拟节点的有功功率，为第i*个虚拟节点的无功功率，所述功率平衡关系式为和所述约束条件包括变压器分接头调节范围约束条件、节点无功补偿约束条件以及节点电压约束条件；所述所述其中，PGi和QGi分别为第i个节点的发电机注入的有功功率和无功功率，和负荷的有功功率和无功功率，QCi为第i个节点处的无功补偿装置的输出功率，Gij和Bij分别为节点i与节点j之间的电导和电纳，所述Gij和Bij均依据所述Y矩阵得出；步骤S105：依据不等式约束函数确定罚函数W(k(m)，y(m))，并依据所述y(m)、所述k(m)和第一计算关系式计算得出λ(m)，其中，所述不等式约束函数为h(ki,yi)＝yiUi/Xc，λ(m)表示第m次迭代时的修正系数，所述g(k(m),y(m))依据所述功率平衡关系式得出；步骤S106：结合所述y(m)、所述k(m)、所述λ(m)以及第二计算关...

【专利技术属性】
技术研发人员：高俊青，胡翔，邵叶晨，赵丽丽，
申请(专利权)人：浙江群力电气有限公司，国网浙江杭州市余杭区供电公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33