一种动态无功补偿方法技术

技术编号:11079861 阅读:90 留言:0更新日期:2015-02-25 18:15
一种动态无功补偿方法,采集电能质量数据后,建模并初步计算无功补偿需求量,然后引入无功调整变量,达到同时实现相间有功转移和相对地无功补偿的目的,并引入无功调节量调节因数k,使最终得到的各相及相间投切量缩减一定的比例,从而避免由于全电容无功补偿方法忽略了感性成分而导致过补偿的情况;进而通过改进电容器的投切控制来实现无功的动态优化补偿,降低变压器零负序电流、减少运行损耗,改善了电能质量,对于提高电网稳定性和可靠性以及节能降损具有相当重要的意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及变电站无功补偿
,具体为。
技术介绍
为了解决变电站由于负荷不同时性与大量大容量感性负载引起的电能质量问题, 降低变电站变压器零负序电流、提高功率因数、降低损耗,目前无功补偿技术在变电站已经 得到了广泛的应用。目前主要采用的方法均具有其各自的特点和长处,但也同时具有其不 足之处。目前常用的无功补偿方法包括: 1)静止无功补偿器(SVC)。通过调整输出为容性或感性电流来控制电力系统特定 的参数,这一方法的优点包括能够避免投切震荡和冲击投切,维护简单,响应时间短,对负 荷有较强的适应性等,但是占地面积较大,且自身会产生一定谐波。 2)配电网静止同步补偿器(STATC0M)。在中低压变电站中主要用于提高系统功率 因数,维持母线电压稳定。优点是其容性和感性输出电流可独立于注入点的电压而进行控 制,补偿性能不受电网频率变化的影响。但由于采用门极可关断晶闸管或其他可关断器件, 成本较高,控制复杂。 3)无源滤波器(IX)。参数主要基于最小滤波电容安装容量法、无功补偿容量法 等,这种方式往往造成不必要的浪费或难以满足治理需要。 4)有源滤波器(APF)。这是一种用于动态无功补偿和谐波抑制的新型电力电子补 偿器,由静态功率变流器构成,具有电力电子变流器的高可控性和快速响应性。但是这一方 法同样成本较高且控制方面比较复杂。 5)电能质量调节器(UPQC)。它将串联有源滤波器和并联有源滤波器组合起来, 从而可以充分发挥串、并联有源滤波器在电力系统应用中的优势,具备综合的电能质量调 节功能。但是与此同时,它也具有两者的部分缺点,因此也难以在大容量、高电压环境下的 变电站应用。 针对无功补偿,目前主要采用静止无功补偿器SVC。近十多年来,SVC己经占据 了静止无功补偿装置的主导地位。目前常用SVC都具有各自的局限性 :TCR(ThyriSt〇r controlled reactor晶闸管控制电抗器)本身产生大量谐波注入系统;TSC(Thyristor switched capacitor晶闸管投切电容器)中的电容器只是在两个极端电流值(零电流和额 定正弦电流)之间切换,无功功率补偿表现出阶跃性,且响应速度较差。对于TCR+TSC混合 型,很难在设定的运行电压附近协调TCR与TSC的运行,抑制临界点处可能出现的振荡。另 一种是采用自换相变流技术的静止无功补偿装置一新型静止无功发生器(ASVG)。但在实用 化过程中这类技术还存在结构复杂、控制难度大、制造与维修不便、成本较高等问题。 综上所述,因为变电站本身运行情况很复杂,目前针对无功补偿主要采取投切固 定电容器组的方法,不能进行连续补偿,容易出现过补偿和欠补偿的现象;因此,需要一种 动态无功补偿方法,通过改进电容器的投切控制来实现动态优化的无功补偿,从而改善电 能质量,实现节能降损。
技术实现思路
针对上述问题,本专利技术的目的在于一种通过改进电容器的投切控制来实现动态优 化的无功补偿的动态无功补偿方法。技术方案如下: ,包括以下步骤: 步骤1)根据各相电压和电流数据计算出电流中的正序、负序及零序分量 I)' Ktaf' ^u(〇) ?本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种动态无功补偿方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1)根据各相电压和电流数据计算出电流中的正序、负序及零序分量F.a=F.a(1)+F.a(2)+F.a(0)F.b=α2F.a(1)+αF.a(2)+F.a(0)F.c=αF.a(1)+α2F.a(2)+F.a(0)---(1)]]>其中,分别代表a、b、c三相对称的电参数,代表经过对称分量法解析出的正序、负序和零序电参数;结合计算实际,取其矩阵形式的逆运算方式:I.a(1)I.a(2)I.a(0)=131αα21α2α111I.aI.bI.c---(2)]]>其中,分别代表三相电的电流;步骤2)建立变电站无功补偿模型,根据上述计算结果初步计算无功补偿器三相电相间无功补偿需求量和相对地的无功补偿需求量包括:由步骤1)中各相电流的正序、负序及零序分量得到各相负载的电导和电纳进而计算得到各相间电纳及相对地的电纳BabΔ=BabΔ(GaL)-BabΔ(GbL)=233GaL-233GbL=233(GaL-GbL)BbcΔ=BbcΔ(GbL)-BbcΔ(GcL)=233GbL-233GcL=233(GbL-GcL)BcaΔ=BcaΔ(GcL)-BcaΔ(GaL)=233GcL-233GaL=233(GcL-GaL)BaY=BaY(GbL)+BaY(GcL)+BaY(BaL)=13GbL-13GcL-BaL=13(GbL-GcL)-BaLBbY=BbY(GaL)+BbY(GcL)+BbY(BbL)=13GcL-13GaL-BbL=13(GcL-GaL)-BbLBcY=BcY(GaL)+BcY(GbL)+BcY(BcL)=13GaL-13GbL-BcL=13(GaL-GbL)-BcL---(3)]]>其中,G代表电导,B代表电纳,下标表示分相信息:分为a相、b相、c相、ab相间、bc相间、ac相间,上标表示连接方式:L表示属于负载,Y表示星形连接部分,△表示三角形连接部分;通过P=U2G的关系将公式(3)所示的方程组由导纳形式变形为采用有功功率和无功功率表示的形式:QabΔ=23(Pa-Pb)QbcΔ=23(Pb-Pc)QcaΔ=23(Pc-Pa)QaY=13(Pb-Pc)-QaQbY=13(Pc-Pa)-QbQcY=13(Pa-Pb)-Qc---(4)]]>其中,P、Q的含义表示有功功率和无功功率,Pa、Pb、Pc分别表示治理前负载的三相有功功率;Qa、Qb、Qc分别表示治理前负载的三相无功功率;步骤3)引入无功调整变量Qx,达到同时实现相间有功转移和相对地无功补偿的目的,计算三相电相间优化的无功补偿需求量和相对地优化的无功补偿需求量QabΔ′=23(Pa-Pb)-QxQbcΔ′=23(Pb-Pc)-QxQcaΔ′=23(Pc-Pa)-QxQaY′=13(Pb-Pc)-Qa+QxQbY′=13(Pc-Pa)-Qb+QxQcY′=13(Pa-Pb)-Qc+Qx---(5)]]>在无功转移之后,通过调整Qx的大小来实现全容性补偿,为了减少感性无功成分,取Qx=Qt=min(QabΔ,QbcΔ,QcaΔ)-min(QaY,QbY,QcY)2,]]>则QabΔ′=23(Pa-Pb)-QtQbcΔ′=23(Pb-Pc)-QtQcaΔ′=23(Pc-Pa)-QtQaY′=13(Pb-Pc)-Qa+QtQbY′=13(Pc-Pa)-Qb+QtQcY′=13(Pa-Pb)-Qc+Qt---(6)]]>步骤4)引入调节系数k,使投切后的变电站运行状态满足平均功率因数高于阀值cosθ及治理后容性无功上限值不超过电容最低调节量两个条件,计算三相电相间最终无功补偿需求量和相对地最终无功补偿需求量ka=Qlin-QaL′(QabΔ′+QcaΔ′)/2+QaY′kb=Qlin-QbL′(QbcΔ′+QabΔ′)/2+QbY′kc=Qlin-QcL′(QcbΔ′+QacΔ′)/2+QcY′---(7)]]>其中,ka、k...

【技术特征摘要】
1. 一种动态无功补偿方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1)根据各相电压和电流数据计算出电流中的正序、负序及零序分量其中,4、4、之分别代表a、b、c三相对称的电参数,玫,携、彦靖代表经过对称分量法解析出的正序、负序和零序电参数; 结合计 算实际,取其矩阵形式的逆运算方式:其中,/,,、/Λ、/,分别代表三相电的电流; 步骤2)建立变电站无功补偿模型,根据上述计算结果初步计算无功补偿器三相电相 间无功补偿需求量Gi、Gl·、和相对地的无功补偿需求量:〇『、g*、包括: 由步骤1)中各相电流的正序、负序及零序分量得到各相负载的电导戌、砝、钇和电纳 爲^秦焉\进而计算得到各相间电纳^、C、慼及相对地的电纳其中,G代表电导,B代表电纳,下标表不分相信息:分为a相、b相、c相、ab相间、be相 间、ac相间,上标表示连接方式:L表示属于负载,Y表示星形连接部分,Λ表示三角形连接 部分;通过P = U2G的关系将公式(3)所示的方程组由导纳形式变形为采用有功功率和无 功功率表示的形式:其中,P、Q的含义表示有功功率和无功功率,Pa、Pb、P。分别表示治理前负载的三相有功 功率;Qa、Qb、Q。分别表示治理前负载的三相无功功率; 步骤3)引入无功调整变量Qx,达到同时实现相间有功转移和相对地...

【专利技术属性】
技术研发人员:余东赵毅罗刚谭艳
申请(专利权)人:国网四川省电力公司遂宁供电公司国家电网公司
类型:发明
国别省市:四川;51

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