[发明专利]电力系统中无功补偿设备数学模型简化方法

说明书

技术领域

本发明涉及供电系统中潮流计算、谐波治理及无功补偿设计技术，尤其涉及电力系统中无功补偿设备数学模型简化方法。

背景技术

钢铁冶金电力系统中由于受轧机、电弧炉等冲击负载的影响，往往存在着各次谐波和三相不平衡现象，需要通过对供电系统进行潮流计算以设计合理的无功补偿装置以进行滤波和补偿无功功率。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种电力系统中无功补偿设备数学模型简化方法，以便于设计者能够进行快速、准确的进行潮流计算，针对无串联电抗的无功补偿电容器、带串联电抗的无功补偿电容器、带串联的并联电抗及电阻的无功补偿电容器等3种形式的无功补偿装置简化数学模型建立方法，能够将复杂的无功补偿装置进行简化，既保证了计算准确性，又实现了计算的简便性，非常适合工程实际中的应用。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

电力系统中无功补偿设备数学模型简化方法，包括：

无串联电抗的无功补偿电容器的简化；

带串联电抗的无功补偿电容器的简化；以及

带串联的并联电抗及电阻的无功补偿电容器的简化。

其中：所述无串联电抗的无功补偿电容器的简化过程为：

计算与母线直接相连的电容器C的基波容抗X_c1，并根据电容器C的等值串联电阻，得到电容器C的n次谐波的容抗X_cn和等效电阻R_cn，进一步得到无串联电抗的无功补偿电容器的数学模型：

Z_n＝R_cn-jX_cn。

所述带串联电抗的无功补偿电容器的简化过程为：

计算与电抗器串联后与母线相连的电容器C的基波容抗X_c1，并根据电抗率n₀得到电抗器的电抗值X_L1以及n次谐波的容抗X_cn和感抗X_Ln，并根据电抗器的等效电阻R_L1和R_Ln，得到带串联电抗的无功补偿电容器的数学模型：

Z_n＝R_Ln+R_cn+j（X_Ln-X_cn)。

所述带串联的并联电抗及电阻的无功补偿电容器的简化过程为：

计算处在母线与电阻和电抗并联电路之间的电容器C的基波容抗X_c1，并根据基波容抗X_c1计算n次谐波的容抗X_cn和感抗X_Ln，并根据电抗器的等效电阻R_L1和R_Ln，先得到无功补偿装置电容器的等值串联电阻R_c1、R_cn，然后得到带串联的并联电抗及电阻的无功补偿电容器的数学模型：

Zn=Rcn-jXcn+R(RLn+jXLn)R+RLn+jXLn.]]>

本发明所提供的无功补偿装置数学模型简化方法，具有以下优点：

应用该数学模型简化方法，能够根据工程现场获得设备铭牌数据快速、准确建立各种无功补偿装置模型，克服了基于补偿装置准确电阻值、电感量、电容量数据建立模型的传统方法，更适合工程实际的应用。

附图说明

图1为无串联电抗的无功补偿电容器的原理图；