[发明专利]一种高压配网动态无功补偿装置容量的优化配置方法

权利要求书

1.一种高压配网动态无功补偿装置容量的优化配置方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

步骤1：确定故障类型，故障地点，故障持续时间随机模型，

在高压配网中以持续5个周波故障时间，确定

1)故障类型概率模型：

式中：x为随机选取的故障类型变量；

2)故障地点概率模型：

FL=1,0<y<pl2,pl≤y<2pl······m,(m-1)pl≤y<1.0---(2)]]>

式中：m为线路总数；y为随机选取的故障地点变量，服从(0，1)之间的均匀分布；p_l=1/m；

步骤2：通过MATLAB(矩阵实验室)软件进行仿真，列举所有故障地点，故障位置，并求取相应故障状态下负荷节点的电压暂降情况，得出暂降电压发生概率表；

步骤3：定义年总支出费用作为系统研究的单目标函数；

minF=R_C+P_L+R_S               (3)

式中：F为年总支出费用；R_C为年电压暂降损失费用；R_L为线路年有功损耗费用；R_S为动态无功补偿装置(STATCOM)的年投资费用；

步骤4：将敏感负荷等效为一个综合性的敏感负荷进行处理，根据暂降电压发生概率表设定当电压暂降值大于0.9时，为正常区；当暂降值小于0.6时，为故障区；当电压暂将值大于0.6小于0.9时，为不确定区；

步骤5：对于不确定区，

1)定义故障严重程度，

Qij=(Umax-Uij)(Tij-Tmin)(Umax-Umin)(Tmax-Tmin)---(4)]]>

式中：U_max=0.9；U_min=0.6；U_ij，T_ij分别对应表1中设定电压区间和时间区间的平均值，

2)采用质量工程理论中的质量损失函数对电压暂降经济损失进行评估，

Eij=K×[1-exp(-Qij22σ2)]---(5)]]>

式中：K为经济损失函数的最大损失值，σ²为敏感性参数，Q_ij即为电压暂降严重程度矩阵的元素；

步骤6：定义电压暂降造成的年经济损失；

RC=N×(Σi=15Σj=14Pij×Eij)---(6)]]>

式中：N为年发生电；

步骤7：

1)确定有功损耗费用：

R_L=P₁×T_E×C_L=P_M×T_M×C_L            (7)

式中：P₁为系统有功损耗；T_E为给定工况持续时间；C_L为系统的单位电价；P_M为系统最大损耗功率；T_M为最大损耗功率对应时间，

2)确定动态无功补偿装置(STATCOM)的投入费用：

RS=ρΣi∈U(γfi+δQCi)---(8)]]>

式中：U为系统动态无功补偿的候补安装节点集；Q_Ci为补偿装置的容量；δ为补偿补偿设备单价；γ=1表示节点安装动态无功补偿装置，否则该节点无增设；f_i为节点i的安装费用；ρ是投资回报率；

步骤8：设定安装不同容量的STATCOM，求取对应的年总电压暂降费用；

RC=N×(Σi=15Σj=14Pij×Eij);]]>

步骤9：采用MATLAB(矩阵实验室)中的CFTOOL(曲线拟合工具箱)对安装不同容量的STATCOM的年总电压暂降费用进行拟合，求出年电压暂降费用与安装不同容量的STATCOM容量的函数关系；

R_c=976.3exp(-0.139Q_c)+1418exp(-0.003Q_c)            (9)

式中：Q_c为补偿装置的容量

步骤10：分别计算配置不同容量的STATCOM时对应的年总支出费用：

F=R_C+R_L+R_S

列出年总支出费用与配置STATCOM容量的函数关系：

F=976.3exp(-0.139Q_c)+1418exp(-0.003Q_c)+0.3(20+45Q_c)+11.4*365*24*0.5*0.1    (10)

式中：Q_c为补偿装置的容量

求出年总支出费用最小下对应的STATCOM最优容量。