串联补偿装置对10kV配电网末端电压及损耗的影响分析方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种串联补偿对10kV配电网末端电压及损耗的影响分析方法，分别考察了在多种负载率的条件下单点串联补偿和多点串联补偿对于电压，线路损耗和线路最大输送容量的影响，分析在该配电网线路中不同运行状态下串联补偿的详细应用范围，对该线路安装单点串联补偿和多点串联补偿后的节能效果，电压质量以及最大的传输功率进行详细分析，得出10kV配电网串联补偿最佳方案，提高配电网电压质量以及获得最大的传输功率。

【技术实现步骤摘要】
串联补偿装置对10kV配电网末端电压及损耗的影响分析方法
本专利技术涉及电力电子
，特别涉及一种串联补偿对10kV配电网末端电压及损耗的影响分析方法。
技术介绍
串联补偿通常是在电力线路中串联电容器，通过抵消一部分线路电抗值来改变系统参数，在输电网络中可以提高输电容量，针对长距离配电线路的配电网络，改善沿线的电压质量。当串联线路补偿电容下游负荷重的时候，线路中传输功率较大，串联电容补偿调解效果越明显；当系统负荷处于较低水平，由串联补偿装置补偿的部分越小，串联电容补偿具有较好的“自适应”的电压调节效应，这是串联电容补偿的最大特点和优势。在配电网的串联补偿研究方面，现有技术已经提出了配电网中串联电容补偿量的精确计算公式，但是没有给出适合应用串联电容补偿的配电网类型和范围，不具有真正的应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种串联补偿对10kV配电网末端电压及损耗的影响分析方法，确定在配电网线路中不同运行状态下串联补偿的详细应用范围，以提高配电网电压质量以及获得最大的传输功率。为实现上述目的本专利技术采用如下方案：一种串联补偿对10kV配电网末端电压及损耗的影响分析方法，包括以下步骤：(1)、计算10KV配电网末端电压及损耗配电网线路上的电压降落为线路有功损耗ΔP为其中和分别表示线路首端电压向量和末端电压向量，代表线路电流向量，R和XLC分别代表固定串联补偿线路的电阻和电抗，SR、PR和QR分别代表线路末端负载三相的视在功率、有功功率和无功功率；关于对于整个配电网潮流计算的具体步骤如下：1)、取10kV为配电网额定电压；2)、从线路末端开始，负荷节点先子节点后父节点逐段推算，通过公式和计算线路得阻抗损耗，不计电压降，得到配网线路上的功率分布，直至根节点为止；3)、从始端开始，从根节点出发，先父节点后子节点，由已知的始端电压和步骤2)计算得出的始端功率向末端逐段推算，由公式：计算出配网沿线电压降落，仍采用步骤2)计算的功率分布，即不再重新计算功率损耗，进而可得配网沿线电压及末端电压；(2)、计算10kV配电网末端电压及损耗变化2.1)、计算单点串联补偿时的末端电压及损耗计算10kV配电网线路负载率：分别在10kV配电网线路不同的区域安装串联补偿电容，计算串联补偿对电压的影响及线路损耗；计算在不同负载率下10kV配电网线路安装串联补偿的线路电压；计算单点串联补偿情况下的10kV配电网线路损耗；2.2)、计算多点串联补时的末端电压及损耗计算多点串联电容补偿下在每种补偿情况下，10kV配电网线路电压；计算在不同负载率下10kV配电网线路多个串联串联补偿对于潮流的影响；(3)、根据步骤(2)计算结果得到串联补偿对10kV配电网末端电压及损耗的影响情况。进一步，步骤2.1)中分别在10kV配电网线路不同的区域安装串联补偿电容，电容器阻抗为25欧姆，额定电压为10kV。进一步，步骤2.2)在10kV配电网线路3处分别安装串联电容，串联电容的阻抗分别为10Ω，10Ω和30Ω，计算每种补偿情况下，10kV配电网线路电压。本专利技术串联补偿对10kV配电网末端电压及损耗的影响分析方法，分别考察了在多种负载率的条件下单点串联补偿和多点串联补偿对于电压，线路损耗和线路最大输送容量的影响，分析在该配电网线路中不同运行状态下串联补偿的详细应用范围，对该线路安装单点串联补偿和多点串联补偿后的节能效果，电压质量以及最大的传输功率进行详细分析，得出10kV配电网串联补偿最佳方案，提高配电网电压质量以及获得最大的传输功率。附图说明图1配电网等效电路图2前推回代法潮流计算流程图图3某地10kV配电网的线路图图4不同安装位置下串联电容对于电压提升百分比图图5单点串联补偿时不同负载率下的线路电压数据图图6不同负载率下的线路有功损耗占比图图7安装串联电容后的电压提升百分比图8多点串联补偿时不同负载率下的电压数据图9未安装串联补偿时不同负载率下的电压数据图具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细描述，但不作为对本专利技术的限定。本专利技术的串联补偿对10kV配电网末端电压及损耗的影响分析方法，具体如下：1、计算10KV配电网末端电压及损耗图1是配电网的等效电路，其中和分别表示线路首端电压向量和末端电压向量，代表线路电流向量，R和XLC分别代表固定串联补偿线路的电阻和电抗，SR、PR和QR分别代表线路末端负载三相的视在功率、有功功率和无功功率。根据计算，线路上的电压降落为线路有功损耗ΔP为若是考虑负载为ZIP模型，则可以将部分负载考虑为恒定阻抗模型。故而安装串联电容后，通过设置串联电容的阻抗值，可以降低线路上的电压降落，对于恒定阻抗模型的负载，由于负载电压的升高，会提高线路电流这样线路的有功损耗也会随之增加。关于对于整个配电网潮流计算的具体步骤如下：1)本专利技术研究10kV配网串补优化问题，取10kV为额定电压。2)从线路末端开始，负荷节点先子节点后父节点逐段推算，通过公式和计算线路得阻抗损耗，不计电压降，得到配网线路上的功率分布，直至根节点为止。3)从始端开始，从根节点出发，先父节点后子节点，由已知的始端电压和2)计算得出的始端功率向末端逐段推算，由公式：计算出配网沿线电压降落，这时仍采用2)计算的功率分布，即不再重新计算功率损耗，进而可得配网沿线电压及末端电压。4)计算采用的收敛判据：|ΔU|＜ε1、|ΔP|＜ε2，其中ΔU为步骤2)和3)潮流计算一次循环中电压的变化，计算采用的是所有末端节点电压的ΔU，ε1取值为0.001。ΔP为步骤2)和3)潮流计算一次循环中节点功率的变化，ε2取值为0.001。5)重复上述2)～4)步骤，直到满足收敛条件，此时就可以获得足够精度的计算结果。前推回代潮流算法流程图如图2所示。2、计算10kV配电网末端电压及损耗变化2.1考虑单点串联补偿时的末端电压及损耗以某地的10kV配电网线路为例。如图3所示，选择一条线路进行编号，该配电网线路的总长度达到了38km。计算在不同负载率情况下的潮流数据，并且以下所有的潮流数据都是单根导线传输的功率和电流等数据。其中负载率计算公式如下：首先考虑单点补偿对于该配电网的影响。根据辐射型配电网的结构将该配电网线路划分为7个安装区域，见表1。然后设定在负载率为70％，这个时候已经出现了线路已经出现了明显的电压跌落情况。表1串联电容安装区域的划分分别在不同的区域安装串联补偿电容，电容器阻抗为25欧姆，额定电压为10kV。则不同安装位置下，串联补偿对电压的影响效果了见图4和表2。从图中和表中可以明确看出在距离变电站出口处越近的地方安装串联电容后电压提升的效果最好，能将线电压提升将近700V，并且在区域4以及之后的地方安装串联电容，电压提升的效果会显著下降。此外，在70％的线路负载率下，安装串联电容并不会降低线路损耗。这是由于潮流计算软件在70％负载率的时候将线路负载视为恒阻抗负载，线路电压的提升会使得线路的电流和线路传输总功率提升，这会使得线路损耗增加。以在区域1安装串联为例，若是要传输相同的线路有功功率，未安装串联电容时候的线路损耗为106.55kW，安装串联补偿后能够降低5.0643kW线路有功损耗。说明当负载功率不变的时候，安装串联电容可以降低一点的线路损耗。表2在70本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种串联补偿对10kV配电网末端电压及损耗的影响分析方法，其特征在于包括以下步骤：(1)、计算10KV配电网末端电压及损耗配电网线路上的电压降落

【技术特征摘要】
1.一种串联补偿对10kV配电网末端电压及损耗的影响分析方法，其特征在于包括以下步骤：(1)、计算10KV配电网末端电压及损耗配电网线路上的电压降落为线路有功损耗ΔP为其中和分别表示线路首端电压向量和末端电压向量，代表线路电流向量，R和XLC分别代表固定串联补偿线路的电阻和电抗，SR、PR和QR分别代表线路末端负载三相的视在功率、有功功率和无功功率；关于对于整个配电网潮流计算的具体步骤如下：1)、取10kV为配电网额定电压；2)、从线路末端开始，负荷节点先子节点后父节点逐段推算，通过公式和计算线路得阻抗损耗，不计电压降，得到配网线路上的功率分布，直至根节点为止；3)、从始端开始，从根节点出发，先父节点后子节点，由已知的始端电压和步骤2)计算得出的始端功率向末端逐段推算，由公式：计算出配网沿线电压降落，仍采用步骤2)计算的功率分布，即不再重新计算功率损耗，进而可得配网沿线电压及末端电压；(2)、计算10kV配电网末端电压及损耗变化2.1)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩军林，李程，张健，李朋，李义仓，郭磊，李旭，江涛，梁谦，申西宁，刘继涛，杨兰均，孙聪，郭胜辉，马长明，李小军，张军，才华，巨国华，任洪涛，
申请(专利权)人：国网陕西省电力公司汉中供电公司，国网陕西省电力公司，国网陕西省电力公司电力科学研究院，西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61