220kV变电站多组投切无功补偿装置投切策略优化方法制造方法及图纸

220kV变电站多组投切无功补偿装置投切策略优化方法，包括以下步骤：采集数据，采集变电站数据；输入数据，输入需优化的时间区间、各时间点的变压器功率等；功率因数分析，根据功率因数分析模型计算变电站数据，判断需优化时间点的变电站功率因素是否合格；投切方案计算，采用投切模型对不合格功率因素时间点进行计算，得到拟投切方案并增加至拟投切方案库；优化投切方案，针对拟投切方案库中的拟投切方案，将不合格功率因素时间点数据依次代入功率因数判断模型进行计算，得到合格次数最多的拟投切方案。本发明专利技术在提高220kV变电站的功率因数合格率同时，降低分组无功补偿装置投切次数，并均衡投切单组无功补偿装置，增加补偿装置的使用寿命。置的使用寿命。置的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
220kV变电站多组投切无功补偿装置投切策略优化方法


[0001]本专利技术涉及无功补偿装置领域，尤其涉及一种220kV变电站多组投切无功补偿装置投切策略优化方法。

技术介绍

[0002]220kV变电站配置的常规固定容量无功补偿装置在运行中存在电容器投入过补、不投欠补的问题，导致主变功率因数波动大补偿效果差等问题。多组投切无功补偿装置将整组无功补偿装置分为若干独立分组，可根据实际运行需求实现独立分组补偿，有效发挥无功补偿装置精细补偿效果，解决了变电站功率因数波动大的问题，因而被逐渐应用于变电站无功补偿中。
[0003]长期以来，220kV变电站多组投切无功补偿装置依然采用常规无功补偿的投切办法：人工控制法和自动电压控制法。
[0004]人工控制法由运行人员监控某个片区220kV变电站，依据经验判断辅以计算机负荷预测系统来投切无功补偿装置，人工控制法应用于多组投切无功补偿装置时，存在如下问题：
①
投切效果差；人工调节往往滞后于系统潮流的动态变化，导致无功补偿与实际需求不匹配，造成变电站功率因数越限。
②
人工工作量大；多组投切无功补偿装置内有多个单组无功补偿装置，投切工作量是常规无功补偿装置的数倍，极大增加了运维人员的工作量。
③
投切次数多；当无功变化较快时，人工投切容易造成单组无功补偿装置投切次数多，从而降低无功补偿装置寿命。
[0005]自动电压控制法针对220kV变电站以电压或功率因数优化为目标，对无功补偿装置应用于多组投切无功补偿装置时，存在如下问题：
①
投切频繁；由于自动电压控制法的有固定的控制策略判据上下限，当实时运行数据在判据上下限附近随机波动时，造成单组无功补偿装置频繁投切。
②
不均衡投切；多组投切无功补偿装置内的单组无功补偿装置需分别投切，自动电压控制法投切时，造成单组无功补偿装置之间的投切次数相差较大，导致投切次数多的投切开关损坏，投切次数少的投切开关因长时间未动作发生开关卡涩情况。
③
补偿效果不佳；在应用于多组投切无功补偿装置时，220kV变电站多组投切无功补偿装置补偿不够精细，常常造成变电站过补偿或欠补偿情况，导致220kV变电站电能质量不合格。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的问题，本专利技术目的是提供一种220kV变电站多组投切无功补偿装置投切策略优化方法，可以提高220kV变电站的功率因数合格率的同时，保证所选时间区间内分组无功补偿装置投切次数最少并实现均衡投切。
[0007]本专利技术的技术方案为：包括以下步骤：
[0008]S1、采集变电站数据：包括220kV变压器运行数据、220kV变压器参数以及多组投切无功补偿装置容量、数量和运行情况；
[0009]S2、输入数据：输入需优化的时间区间、各时间点的变压器功率、初始时间点多组
投切无功补偿装置运行情况；
[0010]S3、功率因数分析：根据功率因数分析模型计算变电站数据，判断需优化时间点的变电站功率因素是否合格；
[0011]S4、投切方案计算：采用投切模型对不合格功率因素时间点进行计算，得到拟投切方案并增加至拟投切方案库；
[0012]S5、优化投切方案：针对拟投切方案库中的拟投切方案，将不合格功率因素时间点数据依次代入功率因数判断模型进行计算，得到合格次数最多的拟投切方案；
[0013]基于投切优先级顺序，按合格次数最多的拟投切方案输出优化投切方案。
[0014]步骤S3包括以下步骤：
[0015]步骤S31：需优化时间区间内的初始时间点设为t＝1，将不同时间点t对应变电站数据代入功率因素分析模型进行计算，如计算结果为不合格，则转入步骤S33，如计算结果为合格，则转入步骤S32；
[0016]步骤S32：设需优化的变电站时间点总数量为T，t＝t+1，如果t<T，转入步骤S31；否则转入步骤S5；
[0017]步骤S33：对不合格功率因素时间点按照顺序进行编号，将第一个不合格功率因素时间点编号为n＝1。
[0018]步骤S4包括以下步骤：
[0019]步骤S41：采用投切模型对不合格功率因素时间点数据进行计算，得到拟投切方案并增加至拟投切方案库；
[0020]如计算得到的投切方案与拟投切方案库中已有的投切方案一致，则不增加至拟投切方案库；
[0021]步骤S42：n＝n+1，将拟投切方案库内所有投切方案和编号n对应变电站数据代入功率因数判断模型计算，如计算结果均为不合格，则转入步骤S41，如有1个及以上拟投切方案计算结果合格，则转入步骤S32。
[0022]步骤S5包括以下步骤：
[0023]步骤S51：对于每个不合格功率因素时间点，基于功率因数判断模型依次对拟投切方案库中拟投切方案进行计算，判断采用不同拟投切方案后每个不合格功率因素时间点功率因数是否合格，并记录每个拟投切方案合格次数；
[0024]步骤S52：基于投切优先级顺序，按合格次数最多的拟投切方案对单组无功补偿装置进行投切，并输出优化投切方案。
[0025]步骤S3中，
[0026]所述功率因数分析模型为：
[0027]当如满足0＜Q＜0.3287P，则判定功率因数为合格，否则为不合格；
[0028]当如满足Q＞0.3287P，则判定功率因数为合格，否则为不合格；
[0029]式中：S
e
为变压器高压侧容量；P为变压器高压侧有功值；Q为变压器高压侧无功值。
[0030]步骤S4中，
[0031]所述投切模型分为高峰负荷投切模型和低谷负荷投切模型；
[0032]当采用高峰负荷投切模型：
[0033]0＜QS
e
‑
Q
c
S
e
+I0％+U
d1
％(P2+(Q
‑
Q
c
)2)+U
d2
％(P
12
+Q
12
)+U
d3
％(P
22
+(Q2‑
Q
c
)2)＜0.3287PS
e
ꢀꢀꢀ
(1)
[0034]Q
c
≤Q
c
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(2)
[0035]0＜QS
e
+Q
d
S
e
+I0％+U
d1
％(P2+(Q+Q
d
)2)+U
d2
％(P
12
+Q
12
)+U
d3
％(P
22
+(Q2+Q
d
)2)＜0.3287PS
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.220kV变电站多组投切无功补偿装置投切策略优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采集变电站数据：包括220kV变压器运行数据、220kV变压器参数以及多组投切无功补偿装置容量、数量和运行情况；S2、输入数据：输入需优化的时间区间、各时间点的变压器功率、初始时间点多组投切无功补偿装置运行情况；S3、功率因数分析：根据功率因数分析模型计算变电站数据，判断需优化时间点的变电站功率因素是否合格；S4、投切方案计算：采用投切模型对不合格功率因素时间点进行计算，得到拟投切方案并增加至拟投切方案库；S5、优化投切方案：针对拟投切方案库中的拟投切方案，将不合格功率因素时间点数据依次代入功率因数判断模型进行计算，得到合格次数最多的拟投切方案；基于投切优先级顺序，按合格次数最多的拟投切方案输出优化投切方案。2.根据权利要求1所述的220kV变电站多组投切无功补偿装置投切策略优化方法，其特征在于：步骤S3包括以下步骤：步骤S31：需优化时间区间内的初始时间点设为t＝1，将不同时间点t对应变电站数据代入功率因素分析模型进行计算，如计算结果为不合格，则转入步骤S33，如计算结果为合格，则转入步骤S32；步骤S32：设需优化的变电站时间点总数量为T，t＝t+1，如果t<T，转入步骤S31；否则转入步骤S5；步骤S33：对不合格功率因素时间点按照顺序进行编号，将第一个不合格功率因素时间点编号为n＝1。3.根据权利要求2所述的220kV变电站多组投切无功补偿装置投切策略优化方法，其特征在于：步骤S4包括以下步骤：步骤S41：采用投切模型对不合格功率因素时间点数据进行计算，得到拟投切方案并增加至拟投切方案库；如计算得到的投切方案与拟投切方案库中已有的投切方案一致，则不增加至拟投切方案库；步骤S42：n＝n+1，将拟投切方案库内所有投切方案和编号n对应变电站数据代入功率因数判断模型计算，如计算结果均为不合格，则转入步骤S41，如有1个及以上拟投切方案计算结果合格，则转入步骤S32。4.根据权利要求3所述的220kV变电站多组投切无功补偿装置投切策略优化方法，其特征在于：步骤S5包括以下步骤：步骤S51：对于每个不合格功率因素时间点，基于功率因数判断模型依次对拟投切方案库中拟投切方案进行计算，判断采用不同拟投切方案后每个不合格功率因素时间点功率因数是否合格，并记录每个拟投切方案合格次数；
步骤S52：基于投切优先级顺序，按合格次数最多的拟投切方案对单组无功补偿装置进行投切，并输出优化投切方案。5.根据权利要求1所述的220kV变电站多组投切无功补偿装置投切策略优化方法，其特征在于：步骤S3中，所述功率因数分析模型为：当如满足0＜Q＜0.3287P，则判定功率因数为合格，否则为不合格；当如满足Q＞0.3287P，则判定功率因数为合格，否则为不合格；式中：S
e
为变压器高压侧容量；P为变压器高压侧有功值；Q为变压器高压侧无功值。6.根据权利要求1所述的220kV变电站多组投切无功补偿装置投切策略优化方法，其特征在于：步骤S4中，所述投切模型分为高峰负荷投切模型和低谷负荷投切模型；当采用高峰负荷投切模型：0＜QS
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‑
Q
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S
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+I0％+U
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d2
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12
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22
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)2)＜0.3287PS
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(1)Q
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≤Q
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(2)0＜QS

【专利技术属性】
技术研发人员：徐志伟，吴星仪，叶海，郭冰，孙应春，居尚，虞悦，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司扬州供电分公司，
类型：发明
国别省市：