配置并联电容器缓解电压暂降的电网运行方式确定方法技术

本发明专利技术公开了一种配置并联电容器缓解电压暂降的电网运行方式确定方法，包括步骤：一、并联电容器配置方案确定：101、电网可选并联电容器配置方案获取；102、可行性判断；103、电网网损判断；104、电压暂降影响判断；105、投入成本判断，并确定优化并联电容器配置方案；二、电网运行方式优化：201、电网可选运行方式确定；202、可行性判断；203、经济性判断；204、优化性判断，并确定待优化电网的优化运行方式。本发明专利技术方法简单、设计合理且实现方便、使用效果好，所确定的电网运行方式合理，既降低了网损，又能有效缓解电压暂降，并兼顾了电网并联电容器配置经济性，能够实现电网的安全运行和经济运行。

【技术实现步骤摘要】
配置并联电容器缓解电压暂降的电网运行方式确定方法
本专利技术属于电网优化运行
，尤其是涉及一种配置并联电容器缓解电压暂降的电网运行方式确定方法。
技术介绍
近年来，随着计算机技术、电力电子技术等的迅速发展，电力用户中出现了大量敏感负荷，敏感负荷对电压暂降(sags)、电压骤升(swell)和短时中断(interruption)等电能质量扰动非常敏感，单个设备或元件的故障可能使整个生产线的产品报废，电压暂降给用户和社会经济造成的巨大损失，已被国内外专家认为是最严重的电能质量问题。传统的并联电容器配置时，没有考虑电网电压暂降的情况，以降低网损和无功优化为目标，提高供电电压，确保电力系统稳定经济运行和对用户的供电质量。例如张秋雁在2012年发表在第31期第17卷的《电气应用》第18-20页上的文章《配电网并联电容器无功补偿优化研究》，采用浮点数遗传算法，提出一种以网损最小为目标的电容器无功补偿优化算法，用来确定补偿电容器的最佳补偿点和最佳补偿容量，寻求最优的无功补偿方案，以达到降低配电网损耗的目的；文明、何禹清等在2011年发表在第39期第9卷的《电力系统保护与控制》第59-64页上的文章《计及无功经济价值的配电网电容器优化配置》，综合考虑了电容器组的投资成本和它对系统网损、容量释放和其本身能量价值的经济效益，提出了一种配电网电容器优化配置方法。为了更好地通过并联电容器经济配置达到减少电压暂降影响的目的，如何在电网规划中选择经济合理的并联电容器安装地点和安装容量，实现电容器的经济优化配置是实现电网安全运行和经济运行的重要前提。通常电力调度员根据运行情况进行开关操作来调整电网的运行方式，一方面平衡负荷，消除过载，提高供电质量，另一方面降低网损，提高系统的经济性。而电网网络重构的实质是通过改变网络中开关状态(即上述开关操作)优化电网的网络结构，从而改善电网的潮流分布，使电网的网络损耗最小，因此网络重构是降低网损、实现电网经济运行的有效手段，网络重构后便能确定电网的最佳运行方式。传统的网络重构是以网损最小或供电恢复最优为目标的网络重构。在网络重构时，没有考虑电网电压暂降的情况，由于现代化生产中敏感负荷在工业负荷中所占比重日益增多，电压暂降问题越来越严重，进行网络重构时有必要考虑如何缓解电网的电压暂降，SanjayBahadoorsingh、JovicaV.Milanovic、YanZhang等在2007年发表在第22期第4卷的《国际电工电子委员会电力传输》(IEEETransonPowerDelivery)第22712278页上的文章《减少电压暂降损失的基于遗传算法的配电网络重构》(MinimizationofVoltageSagCostsbyOptimalRecongurationofDistributionNetworkUsingGeneticAlgorithms)，使用遗传算法优化网络重构达到减少电压暂降造成的经济损失。但没有把并联电容器的经济配置和网络重构结合起来考虑如何减少电压暂降对敏感负荷产生的危害。因此，以敏感负荷受电网电压暂降影响最小为目标，在考虑并联电容器的经济配置前提下，确定电网的最佳运行方式对电网的安全运行和经济运行有很大的帮助。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种配置并联电容器缓解电压暂降的电网运行方式确定方法，其方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，所确定的电网运行方式合理，既降低了网损，又能有效缓解电压暂降，并兼顾了电网并联电容器配置经济性，能够实现电网的安全运行和经济运行。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种配置并联电容器缓解电压暂降的电网运行方式确定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、并联电容器配置方案确定，过程如下：步骤101、电网可选并联电容器配置方案获取：根据待配置电网中各条母线上是否安装并联电容器与所安装并联电容器的容量，获取所述待配置电网的多种不同可选并联电容器配置方案；每种所述可选并联电容器配置方案中均包括所述待配置电网中各条母线的并联电容器配置信息，每条母线的并联电容器配置信息均包括该母线上是否安装并联电容器与所安装并联电容器的容量；步骤102、可行性判断：对步骤101中各可选并联电容器配置方案下所述待配置电网分别进行潮流计算，并根据潮流计算结果对各可选并联电容器配置方案分别进行可行性判断，从所有可选并联电容器配置方案中筛选出可行并联电容器配置方案；对任一种所述可选并联电容器配置方案进行可行性判断时，根据潮流计算得出的该可选并联电容器配置方案下所述待配置电网中各条母线的电压进行判断：当该可选并联电容器配置方案下所述待配置电网中所有母线的电压均在[Umin,Umax]内时，判断为该可选并联电容器配置方案为可行并联电容器配置方案，否则判断为该可选并联电容器配置方案为不可行并联电容器配置方案；其中，Umin为所述待配置电网中母线的最小允许电压，Umax为所述待配置电网中母线的最大允许电压；步骤103、电网网损判断：对步骤102中筛选出的所有可行并联电容器配置方案分别进行电网网损判断，并根据电网网损判断结果，从所有可行并联电容器配置方案中筛选出低网损并联电容器配置方案；本步骤中，所筛选出低网损并联电容器配置方案的数量为H，其中H为正整数；对任一种所述可行并联电容器配置方案进行经济性判断时，根据该可行并联电容器配置方案下所述待配置电网的网损率进行判断：当该可行并联电容器配置方案下所述待配置电网的网损率不大于γset时，判断为该可行并联电容器配置方案为低网损并联电容器配置方案；否则，判断为该可行并联电容器配置方案为高网损并联电容器配置方案；其中，γset为预先设定的网损率判断阈值；步骤104、电压暂降影响判断，过程如下：步骤1041、电网电压暂降评估指标计算：对步骤103中筛选出的H种所述低网损并联电容器配置方案下所述待配置电网的电网电压暂降评估指标分别进行计算；其中，对第h种所述低网损并联电容器配置方案下所述待配置电网的电网电压暂降评估指标进行计算时，包括以下步骤：步骤10411、母线电压暂降矩阵获取：获取第h种所述低网损并联电容器配置方案下所述待配置电网的母线电压暂降矩阵，该母线电压暂降矩阵记作其中，m为故障类型编号且m＝1、2、3或4，m＝1表示单相接地短路故障，m＝2表示两相相间短路故障，m＝3表示三相相间短路故障，m＝4表示两相接地短路故障；其中，i为正整数且i＝1、2、…、T，j为正整数且j＝1、2、…、T，T为所述待配置电网中母线的总数量；表示第h种低网损并联电容器配置方案下编号为i的母线发生编号为m的故障时，编号为j的母线的三相电压暂降值；h为所述低网损并联电容器配置方案的编号，h为正整数且h＝1、2、…、H；中第i行元素表示第h种低网损并联电容器配置方案下编号为i的母线发生编号为m的故障时，所述待配置电网中各母线的电压暂降值；中第j列元素表示第h种低网损并联电容器配置方案下电网中各条母线分别发生编号为m的故障时，编号为j的母线的电压暂降值；步骤10412、母线电压暂降凹陷域矩阵获取：根据步骤10411中所述的并结合预先设定的电网电压暂降阈值uthre，获取第h种所述低网损并联电容本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配置并联电容器缓解电压暂降的电网运行方式确定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、并联电容器配置方案确定，过程如下：步骤101、电网可选并联电容器配置方案获取：根据待配置电网中各条母线上是否安装并联电容器与所安装并联电容器的容量，获取所述待配置电网的多种不同可选并联电容器配置方案；每种所述可选并联电容器配置方案中均包括所述待配置电网中各条母线的并联电容器配置信息，每条母线的并联电容器配置信息均包括该母线上是否安装并联电容器与所安装并联电容器的容量；步骤102、可行性判断：对步骤101中各可选并联电容器配置方案下所述待配置电网分别进行潮流计算，并根据潮流计算结果对各可选并联电容器配置方案分别进行可行性判断，从所有可选并联电容器配置方案中筛选出可行并联电容器配置方案；对任一种所述可选并联电容器配置方案进行可行性判断时，根据潮流计算得出的该可选并联电容器配置方案下所述待配置电网中各条母线的电压进行判断：当该可选并联电容器配置方案下所述待配置电网中所有母线的电压均在[U

【技术特征摘要】
1.一种配置并联电容器缓解电压暂降的电网运行方式确定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、并联电容器配置方案确定，过程如下：步骤101、电网可选并联电容器配置方案获取：根据待配置电网中各条母线上是否安装并联电容器与所安装并联电容器的容量，获取所述待配置电网的多种不同可选并联电容器配置方案；每种所述可选并联电容器配置方案中均包括所述待配置电网中各条母线的并联电容器配置信息，每条母线的并联电容器配置信息均包括该母线上是否安装并联电容器与所安装并联电容器的容量；步骤102、可行性判断：对步骤101中各可选并联电容器配置方案下所述待配置电网分别进行潮流计算，并根据潮流计算结果对各可选并联电容器配置方案分别进行可行性判断，从所有可选并联电容器配置方案中筛选出可行并联电容器配置方案；对任一种所述可选并联电容器配置方案进行可行性判断时，根据潮流计算得出的该可选并联电容器配置方案下所述待配置电网中各条母线的电压进行判断：当该可选并联电容器配置方案下所述待配置电网中所有母线的电压均在[Umin,Umax]内时，判断为该可选并联电容器配置方案为可行并联电容器配置方案，否则判断为该可选并联电容器配置方案为不可行并联电容器配置方案；其中，Umin为所述待配置电网中母线的最小允许电压，Umax为所述待配置电网中母线的最大允许电压；步骤103、电网网损判断：对步骤102中筛选出的所有可行并联电容器配置方案分别进行电网网损判断，并根据电网网损判断结果，从所有可行并联电容器配置方案中筛选出低网损并联电容器配置方案；本步骤中，所筛选出低网损并联电容器配置方案的数量为H，其中H为正整数；对任一种所述可行并联电容器配置方案进行经济性判断时，根据该可行并联电容器配置方案下所述待配置电网的网损率进行判断：当该可行并联电容器配置方案下所述待配置电网的网损率不大于γset时，判断为该可行并联电容器配置方案为低网损并联电容器配置方案；否则，判断为该可行并联电容器配置方案为高网损并联电容器配置方案；其中，γset为预先设定的网损率判断阈值；步骤104、电压暂降影响判断，过程如下：步骤1041、电网电压暂降评估指标计算：对步骤103中筛选出的H种所述低网损并联电容器配置方案下所述待配置电网的电网电压暂降评估指标分别进行计算；其中，对第h种所述低网损并联电容器配置方案下所述待配置电网的电网电压暂降评估指标进行计算时，包括以下步骤：步骤10411、母线电压暂降矩阵获取：获取第h种所述低网损并联电容器配置方案下所述待配置电网的母线电压暂降矩阵，该母线电压暂降矩阵记作其中，m为故障类型编号且m＝1、2、3或4，m＝1表示单相接地短路故障，m＝2表示两相相间短路故障，m＝3表示三相相间短路故障，m＝4表示两相接地短路故障；其中，i为正整数且i＝1、2、…、T，j为正整数且j＝1、2、…、T，T为所述待配置电网中母线的总数量；表示第h种低网损并联电容器配置方案下编号为i的母线发生编号为m的故障时，编号为j的母线的三相电压暂降值；h为所述低网损并联电容器配置方案的编号，h为正整数且h＝1、2、…、H；中第i行元素表示第h种低网损并联电容器配置方案下编号为i的母线发生编号为m的故障时，所述待配置电网中各母线的电压暂降值；中第j列元素表示第h种低网损并联电容器配置方案下电网中各条母线分别发生编号为m的故障时，编号为j的母线的电压暂降值；步骤10412、母线电压暂降凹陷域矩阵获取：根据步骤10411中所述的并结合预先设定的电网电压暂降阈值uthre，获取第h种所述低网损并联电容器配置方案下所述待配置电网的母线电压暂降凹陷域矩阵，该母线电压暂降凹陷域矩阵记作其中，或1；对的取值进行确定时，当中至少一相电压暂降值低于电网电压暂降阈值uthre时，否则，表示第h种低网损并联电容器配置方案下编号为i的母线发生编号为m的故障时，编号为j的母线发生电压暂降；中的第i行元素表示第h种低网损并联电容器配置方案下编号为i的母线发生编号为m的故障时的电压暂降情况，中的第j列元素表示第h种低网损并联电容器配置方案下编号为j的母线受所述待配置电网中各条母线发生编号为m的故障影响并发生电压暂降的频次；步骤10413、支路电压暂降凹陷域矩阵获取：获取第h种所述低网损并联电容器配置方案下所述待配置电网的支路电压暂降凹陷域矩阵，该支路电压暂降凹陷域矩阵记作其中，为编号为j的母线受第r条支路发生编号为m的故障影响并发生电压暂降的频次，r为所述待配置电网中支路的编号，r为正整数且r＝1、2、…、W，其中W为所述待配置电网中支路的数量；根据进行确定；所述的为第h种所述低网损并联电容器配置方案下所述待配置电网中第r条支路的电压暂降凹陷域矩阵，且所述的根据第h种所述低网损并联电容器配置方案下所述待配置电网中第r条支路的电压暂降矩阵并结合步骤10412中所述的uthre进行确定；所述的其中表示第h种低网损并联电容器配置方案下所述待配置电网中第r条支路上的第n'个节点发生编号为m的故障时编号为j的母线的三相电压暂降值；n'为正整数且n'＝1、2、…、n，n为第r条支路上预先选取的节点数量且n为正整数，n'为第r条支路上节点的编号；lr表示第r条支路；所述的中，或1；对的取值进行确定时，当中至少一相电压暂降值低于电网电压暂降阈值uthre时，否则，表示第h种低网损并联电容器配置方案下第r条支路上第n'个节点发生编号为m的故障时，编号为j的母线发生电压暂降；步骤10414、电网电压暂降评估指标计算：根据公式计算第h种低网损并联电容器配置方案下所述待配置电网的电网电压暂降评估指标，该指标记作Dh；所述的Dh为用于评价缓解电压暂降的评估指标；其中，λm为预先设定的所述待配置电网发生编号m的故障的发生概率，为编号为j的母线受所述待配置电网中各母线和各支路发生编号m的故障影响并产生电压暂降的频次总和，步骤10415、多次重复步骤10411至步骤10414，直至获得H种所述低网损并联电容器配置方案下所述待配置电网的电网电压暂降评估指标；步骤1042、低电压暂降影响配置方案确定：对步骤10415中获得的H种所述低网损并联电容器配置方案下所述待配置电网的电网电压暂降评估指标进行比较，并根据所述电网电压暂降评估指标数值由小到大的顺序，由前至后对H种所述低网损并联电容器配置方案进行排序，再从排序后的H种所述低网损并联电容器配置方案中选取前H'种所述低网损并联电容器配置方案作为低电压暂降影响并联电容器配置方案；其中，H'为正整数且步骤105、投入成本判断，过程如下：步骤1051、投入成本计算：对步骤1042中获得的所有低电压暂降影响并联电容器配置方案的投入成本分别进行计算；对任一种所述低电压暂降影响并联电容器配置方案的投入成本进行计算时，根据该低电压暂降影响并联电容器配置方案中每条母线的并联电容器配置信息，对该低电压暂降影响并联电容器配置方案中需安装的所有并联电容器的总成本进行计算，并将所确定的所有并联电容器的总成本作为该低电压暂降影响并联电容器配置方案的投入成本；步骤1052、优化并联电容器配置方案确定：对步骤1051中计算得出的所有低电压暂降影响并联电容器配置方案的投入成本进行比较，选取投入成本最低的所述低电压暂降影响并联电容器配置方案作为所述待配置电网的优化并联电容器配置方案；采用步骤1052中所确定优化并联电容器配置方案的所述待配置电网为所述待优化电网；步骤二、电网运行方式优化：对步骤1052中所述待优化电网的优化运行方式进行确定，过程如下：步骤201、电网可选运行方式确定：根据所述待优化电网中各支路上是否安装开关与所安装开关的状态，对所述待优化电网的所有可选运行方式进行确定；所述可选运行方式的总数量为3W种，3W种所述可选运行方式分别为所述待优化电网在3W种不同的支路开关状态时的运行方式，3W种所述可选运行方式分别与3W种不同的所述支路开关状态一一对应；3W种所述支路开关状态中第a种所述可选运行方式对应的所述支路开关状态记作αa＝[α1,a,α2,a,…αr,a,…,αW,a]；其中，a为所述可选运行方式的编号，a为正整数且a＝1、2、…、3W；r为所述待优化电网中支路的编号，r为正整数且r＝1、2、…、W；αr,a为第a种可选运行方式下所述待优化电网中第r条支路的开关状态变量，αr,a＝0、1或2，αr,a＝0表示第a种可选运行方式下所述待优化电网中第r条支路上不安装开关，αr,a＝1表示第a种可选运行方式下所述待优化电网中第r条支路上安装开关且所安装开关处于闭合状态，αr,a＝2表示第a种可选运行方式下所述待优化电网中第r条支路上安装开关且所安装开关处于断开状态；步骤202、可行性判断：对步骤201中3W种所述可选运行方式下所述待优化电网分别进行潮流计算，并根据潮流计算结果对各可选运行方式分别进行可行性判断，从3W种所述可选运行方式中筛选出可行运行方式；对任一种所述可选运行方式进行可行性判断时，根据潮流计算得出的该可选运行方式下所述待优化电网中各条母线的电压进行判断：当该可选运行方式下所述待优化电网中所有母线...

【专利技术属性】
技术研发人员：马莉，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61