一种配电网电能质量节能增效方案优选方法技术

本发明专利技术涉及一种配电网电能质量节能增效方案优选方法，首先，采用Kmeans聚类方法将网络划分为各个子区域，再通过各子区域内的SI指标（稳定性指标）确定电能质量治理装置的最优布点，然后，考虑电能质量治理的两个目标：降损量、经济性，进行配电网质量综合治理后节能潜力的量化计算；并针对多目标优化中目标函数往往相互冲突的问题，进行多目标优化，最终形成电能质量治理优选方案。本发明专利技术实现考虑电气距离的配电网分区以及布点；提升配电网节能降损效果。

【技术实现步骤摘要】
一种配电网电能质量节能增效方案优选方法
本专利技术涉及配电网运行
，特别是一种配电网电能质量节能增效方案优选方法。
技术介绍
随着国民经济的持续发展，电能对于社会经济的整体发展起着至关重要的作用。特别是近年来，电能的不必要浪费引起了社会各界的广泛关注，如何节能降损，已成为我国经济宏观发展所面临的巨大挑战，也是电力人士不懈努力的研究课题。目前，降损技术方法成为了国内外电力人士研究的重点，从技术方面实现配电网节能降损的措施，主要分为建设措施和运行措施两大类。建设措施主要包括科学规划10kV及以下配电网络、在农网中积极采用节能型电力传输设备、合理配置投放无功补偿装置、推广无功随机补偿、推广使用晶体变压器等节能型用电设备等。运行措施主要包括合理调整负荷及电压、确定电网经济运行方式、平衡三相负荷、变压器经济运行、提高供电设备健康水平、开展带电作业等。现有方法没有做到综合治理，即三相不平衡、电压、无功和谐波各自治理。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种配电网电能质量节能增效方案优选方法，能够提升配电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配电网电能质量节能增效方案优选方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤S1：采用Kmeans聚类方法将网络划分为各个子区域，再通过各子区域内的稳定性指标确定电能质量综合治理装置的最优布点；/n步骤S2：考虑电能质量综合治理的两个目标：电能质量综合治理装置安装后的网络降损量和多目标电能质量综合治理装置的投资费用和自身的运行成本，进行配电网质量综合治理后节能潜力的量化计算；/n配电网节能潜力的量化计算公式为：TES＝f

【技术特征摘要】
1.一种配电网电能质量节能增效方案优选方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1：采用Kmeans聚类方法将网络划分为各个子区域，再通过各子区域内的稳定性指标确定电能质量综合治理装置的最优布点；
步骤S2：考虑电能质量综合治理的两个目标：电能质量综合治理装置安装后的网络降损量和多目标电能质量综合治理装置的投资费用和自身的运行成本，进行配电网质量综合治理后节能潜力的量化计算；
配电网节能潜力的量化计算公式为：TES＝f1-f2-f3，其中，f1表示电能质量综合治理方案实施后的网络损耗降低值；f2表示增加电能质量综合治理装置的投资费用；f3表示多目标电能质量综合治理装置的运行成本；
步骤S3：考虑配电网规划改造场景即考虑线路新建或者改造以及变压器新建或者改造的投资成本，在配电网规划改造场景下进行配电网节能潜力的量化计算；
步骤S4：建立降损量目标函数F1和投资费用的目标函数F2，并进行优化得到电能质量治理优选方案。


2.根据权利要求1所述的一种配电网电能质量节能增效方案优选方法，其特征在于：所述步骤S1具体包括以下步骤：
步骤S11：利用Kmeans聚类方法对由配电网拓扑结构和参数构造的距离矩阵进行聚类分区，将整个配电网划分成多个子区域；
首先，由配电网的网络拓扑结构得出节点关联矩阵A，若配电网节点数目为n，则矩阵A＝(aij)n×n是一个n×n阶的对称矩阵，矩阵A中的各元素按以下方式定义：



然后，提供配电网网络参数结合得出的关联矩阵A求各节点之间的电气距离矩阵D，矩阵D＝(dij)n×n为n×n阶的对称矩阵，矩阵中元素dij表示节点i与节点j之间的距离；在4节点系统中所述矩阵D中各元素的值定义如下：



通过对距离矩阵D聚类分析，实现配电网的分区；
步骤S12：在每个分区中选择一个负荷中心作为电能质量综合治理装置的安装点，用以避免电能质量综合治理位置分布不均、治理范围重叠。


3.根据权利要求2所述的一种配电网电能质量节能增效方案优选方法，其特征在于：所述步骤S12具体包括以下内容：通过计算配电网各个分区内节点的稳定性指标数值，每个分区内稳定性指标数值最大的节点，即是电能质量综合治理装置的安装位置；
所述计算配电网稳定性指标数值的具体过程为：
流过配电网线路的电流为：θm和θn分别是电压Vm和Vn的角度，复功率为：S＝VI*，则
根据上面两个Im的表达式交叉相乘，得到：



假设实部与虚部相等，电压的相角可以忽略不计，得到






将上面两个公式代入，得到：



为了保证上式的根是实根，需要满足



因此，稳定性指标的计算公式为：计算配电网不同分区内所有节点的稳定性指标数值，分区内稳定性指标数值最大的节点即是该分区内电能质量综合治理装置安装的候选节点。


4.根据权利要求1所述的一种配电网电能质量节能增效方案优选方法，其特征在于：步骤S2中所述电能质量综合治理装置安装后的网络降损量的具体计算过程为：
电能质量综合治理装置安装后即电能质量综合治理方案实施后的网络损耗降低值表示为：
f1＝Wtotal＝Ke(ΔPloss-peak×Tpeak+ΔPloss-medium×Tmedium+ΔPloss-light×Tlight)
式中，Ke是网络降损量的成本；ΔPloss-peak、Tpeak分别为重载负荷水平时电能质量综合治理方案实施前后的网络降损量单位kW和重载负荷水平的持续时间单位小时；ΔPloss-light、Tlight分别为轻载负荷水平时电能质量综合治理方案实施前后的网络降损量单位kW和轻载负荷水平的持续时间单位小时；ΔPloss-medium、Tmedium分别为正常负荷水平时电能质量综合治理方案实施前后的网络降损量单位kW和正常负荷水平的持续时间单位小时；不同负荷水平持续时间总和为一年，Tpeak+Tlight+Tmedium＝8760h；
假设在谐波、三相不平衡和电压偏差三种复合电能质量的扰动下，配电变压器和配电...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄道姗，张慧瑜，林焱，林芳，杜培，陈伯建，张伟骏，苏清梅，张健，刘智煖，方晓玲，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司，国网福建省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：福建;35