一种并联电抗器的配置方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种并联电抗器的配置方法及系统，先根据电缆线路中负荷消耗的无功功率、变压器消耗的无功功率以及电缆的充电功率之和获取变压器高压侧的无功功率，再根据电缆线路中负荷消耗的有功功率以及变压器消耗的有功功率获取变压器高压侧的有功功率，再根据无功功率和有功功率获取变压器高压侧传输功率的功率因数，再根据无功功率和功率因数判断是否需要在变压器低压侧增加并联电抗器，若需要，则设定并联电抗器的无功功率与电缆的充电功率之和的正常比值范围，再根据正常比值范围和电缆的充电功率之和确定并联电抗器的无功功率的取值范围，根据取值范围从标准物料库中选取需要增加的并联电抗器，实现了并联电抗器的精准配置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统
，具体地说涉及一种并联电抗器的配置方法及系 统。
技术介绍
随着国民经济的发展，架空线路路径受环境的影响越来越大。电缆线路是由通信 电缆及其附属设备构成的电信号传输系统，相较于传统的架空线路，具有使用寿命长、通信 容量大、受外界干扰小、保密性能好、传输质量稳定以及空间占用率小等一系列优点，现已 逐渐成为配电线路的主要组成。 但电缆线路对地电容大，因此电缆线路的大规模应用容易导致容性无功功率的增 加，从而使电网在低谷负荷时可能出现无功倒送和功率因数过高等问题。其中无功倒送指 的是当电容投入过多，或短时自家的电网对无功功率需求量少时，多余的无功功率被送回 主电网的现象，也即出现了过补偿，这会导致系统损耗加大。而功率因数是衡量电气设备效 率高低的一个系数，功率因数过高，会导致电压过高，造成用户设备能耗增加，功率因数过 高接近1时容易引起谐振，导致产生过电压烧毁用户设备。 人们发现通过在母线上安装并联电抗器的方式对电网正常运行时的容性无功功 率进行补偿，对防止电网在低谷负荷时出现无功倒送和功率因数过高等问题具有一定效 果。但电网是一个复杂的运行系统，现有技术还无法实现对并联电抗器的精准配置。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于现有技术还无法实现对并联电抗器的精准 配置。 为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下： 本专利技术提供了一种并联电抗器的配置方法，包括： 根据电缆线路中负荷消耗的无功功率、变压器消耗的无功功率以及电缆的充电功 率之和获取变压器高压侧的无功功率； 根据所述电缆线路中负荷消耗的有功功率以及变压器消耗的有功功率获取变压 器高压侧的有功功率； 根据所述无功功率和所述有功功率获取所述变压器高压侧传输功率的功率因 数； 根据所述无功功率和所述功率因数判断是否需要在变压器低压侧增加并联电抗 器； 若需要，则设定并联电抗器的无功功率与电缆的充电功率之和的正常比值范围； 根据所述正常比值范围和所述电缆的充电功率之和确定所述并联电抗器的无功 功率的取值范围； 根据所述取值范围从标准物料库中选取需要增加的并联电抗器。 本专利技术所述的并联电抗器的配置方法，所述根据所述无功功率和所述功率因数判 断是否需要在变压器低压侧增加并联电抗器的步骤包括： 设定所述变压器高压侧传输功率的功率因数的正常范围； 根据所述变压器高压侧的无功功率的数值获取变压器高压侧的无功功率的流 向； 当所述无功功率的流向为由变压器到负荷，且所述功率因数处于所述正常范围内 时，判断无需增加并联电抗器；当所述无功功率的流向为由负荷到变压器或者所述功率因 数高于所述正常范围的上限值时，判断需要增加并联电抗器。 本专利技术所述的并联电抗器的配置方法，还包括： 验证所述增加的并联电抗器是否满足需求； 若满足则将所述并联电抗器增加至所述变压器低压侧； 若不满足则根据所述并联电抗器的无功功率的取值范围从标准物料库中重新选 取并联电抗器。 本专利技术所述的并联电抗器的配置方法，所述验证所述增加的并联电抗器是否满足 需求包括： 获取增加并联电抗器后变压器高压侧的无功功率及其流向； 根据所述增加并联电抗器后变压器高压侧的无功功率和所述有功功率对所述变 压器高压侧传输功率的功率因数进行更新，获取增加并联电抗器后变压器高压侧传输功率 的功率因数； 根据所述增加并联电抗器后变压器高压侧的无功功率的流向和所述增加并联电 抗器后变压器高压侧传输功率的功率因数判断是否仍需要在变压器低压侧增加并联电抗 器，若需要，则判断所述增加的并联电抗器不满足需求，若既不需要增加并联电抗器也不需 要增加并联电容，则判断所述增加的并联电抗器满足需求。 本专利技术所述的并联电抗器的配置方法，所述根据电缆线路中负荷消耗的无功功 率、变压器消耗的无功功率以及电缆的充电功率之和获取变压器高压侧的无功功率的步骤 中，通过如下公式获取变压器高压侧的无功功率Qbl: 其中仏为负荷消耗的无功功率，通过如下公式获取： 其中β为变压器平均负载率，\为变压器额定容量，穸为负荷功率因数角； Qb为变压器消耗的无功功率，通过如下公式获取： 其中I。％为变压器空载电流百分比，心为负载波动损耗系数，Uk%为短路电压百分 比； Q。为电缆线路中所有电缆的充电功率之和，通过如下公式获取每个电缆的充电功 率： 其中x为该电缆对应的编号，f为工频频率，Cdx为该电缆单位长度电缆电容，L为 电缆长度，UN为电缆额定电压。 本专利技术所述的并联电抗器的配置方法，所述根据所述电缆线路中负荷消耗的有功 功率以及变压器消耗的有功功率获取变压器高压侧的有功功率的步骤中，通过如下公式获 取变压器高压侧的有功功率Pbl: Pbl=Pb+PL; 其中Pb为变压器消耗的有功功率，通过如下公式获取： pb= p〇+KTpke2； 其中P。为变压器空载损耗，P k为变压器额定电流下的短路损耗； PJ%负荷消耗的有功功率，通过如下公式获取： 本专利技术所述的并联电抗器的配置方法，所述根据所述无功功率和所述有功功率获 取所述变压器高压侧传输功率的功率因数的步骤中，通过如下公式获取变压器高压侧传输 功率的功率因数COS灼… 本专利技术所述的并联电抗器的配置方法，所述获取增加并联电抗器后变压器高压 侧的无功功率的步骤中，根据如下公式获取增加并联电抗器后变压器高压侧的无功功率 Qbi*： Qbl*= Q M+QB 其中QB为增加的并联电抗器的无功功率之和。 本专利技术还提供了一种并联电抗器的配置系统，包括： 无功功率获取单元，用于根据电缆线路中负荷消耗的无功功率、变压器消耗的无 功功率以及电缆的充电功率之和获取变压器高压侧的无功功率； 有功功率获取单元，用于根据所述电缆线路中负荷消耗的有功功率以及变压器消 耗的有功功率获取变压器高压侧的有功功率； 功率因数获取单元，用于根据所述无功功率和所述有功功率计算出所述变压器高 压侧传输功率的功率因数； 增加判断单元，用于根据所述无功功率和所述功率因数判断是否需要在变压器低 压侧增加并联电抗器； 比值范围设定单元，用于在判断需要在变压器低压侧增加并联电抗器时，设定并 联电抗器的无功功率与电缆的充电功率之和的正常比值范围； 取值范围确定单元，用于根据所述正常比值范围和所述电缆的充电功率之和确定 所述并联电抗器的无功功率的取值范围； 选取单元，用于根据所述取值范围从标准物料库中选取需要增加的并联电抗器。 本专利技术所述的并联电抗器的配置系统，所述增加判断单元包括： 正常范围设定子单元，用于设定所述变压器高压侧传输功率的功率因数的正常范 围； 流向判断子单元，用于根据所述变压器高压侧的无功功率的数值获取变压器高压 侧的无功功率的流向； 增加判断子单元，用于当所述无功功率的流向为由变压器到负荷，且所述功率因 数处于所述正常范围内时，判断无需增加并联电抗器，当所述无功功率的流向为由负荷到 变压器或者所述功率因数高于所述正常范围的上限值时，判断需要增加并联电抗器。 本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点： 本专利技术提供了一种并联电抗器的配置方法及系统，先根据电缆线路中负荷消耗的 无功功率、变压器消耗的无功功率以及电缆的充电功率之和获取变压器高压侧的无功功 率，再根据电缆线路中负荷消耗的有功功率以及变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种并联电抗器的配置方法，其特征在于，包括：根据电缆线路中负荷消耗的无功功率、变压器消耗的无功功率以及电缆的充电功率之和获取变压器高压侧的无功功率；根据所述电缆线路中负荷消耗的有功功率以及变压器消耗的有功功率获取变压器高压侧的有功功率；根据所述无功功率和所述有功功率获取所述变压器高压侧传输功率的功率因数；根据所述无功功率和所述功率因数判断是否需要在变压器低压侧增加并联电抗器；若需要，则设定并联电抗器的无功功率与电缆的充电功率之和的正常比值范围；根据所述正常比值范围和所述电缆的充电功率之和确定所述并联电抗器的无功功率的取值范围；根据所述取值范围从标准物料库中选取需要增加的并联电抗器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李文升，杨继超，赵颖，韩颖，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司青岛供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东;37