[发明专利]无功补偿中的电容投切方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力技术领域，特别是涉及一种无功补偿中的电容投切方法。

背景技术

交流电在通过纯容性或者纯感性负载的时候并不做功，也就是说没有消耗电能，即无功功率。

无功功率补偿装置在电力供电系统中所承担的作用是提高电网的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。所以无功功率补偿装置在电力供电系统中不可或缺。无功功率补偿装置根据电网中无功功率的大小和性质来控制电容器投入和退出电网，使电网中的功率因数保持在设定值内。

目前，无功补偿装置的电容配置方案可以分为两类：

1.电容器容量为一定规律的配置方案，其中以电容容量全相等或容量成倍数关系这两种为主。此类配置方案一般可以用一次遍历，简单累加得出电容投切序列。

2.电容器容量无任何规律的配置方案。对于这种配置方案，传统的控制方法往往是以下三种：

①表格法。将电容队列中的各种投切组合和补偿容量组成一张表格，存储在固态存储器中，每次获得需补偿无功量后，与表格对比，找到最优的电容组合。此方法查找速度快，但随着电容数量增多，存储器空间需求呈指数关系上升。

②遍历法。此方法实时计算出电容队列中的所有电容投切序列和补偿容量，不生成表格，每次直接与无功需求对比，得到最优电容组合。此方法查找速度慢，并且不能得到电容组合的最优解，从而不能得到最大补偿量。

③贪婪算法。此方法是一种带有直觉倾向的算法，分步给出决策序列，一经决策不可撤回，立即执行。此方法虽然决策速度快，且不受电容数量的限制，但是若最优判断条件选择不当，容易造成算法不收敛且不能得到最优解。

可见，传统方法要么受电容数量和配置影响，需要较大的存储空间，要么查找速度慢，或者不能得到电容最优组合。

发明内容

基于此，有必要提供一种与电容数量及配置无关，且能够较快地得到电容组合的无功补偿中的电容投切方法。

一种无功补偿中的电容投切方法，包括如下步骤：

将用于无功补偿的电容划分为一个共补电容组和三个分补电容组，并将共补电容组和每个分补电容组中的电容分别按序排列；

计算共补需求和分补需求；

根据动态规划算法和共补需求从共补电容组中形成用于共补的电容投切序列，并将所述用于共补的电容投切序列中的电容用于三相交流电的无功功率补偿；

根据动态规划算法和分补需求从分补电容组中形成用于分补的电容投切序列，并将所述用于分补的电容投切序列中的电容用于三相交流电对应相的无功功率补偿。

在其中一个实施例中，所述计算共补需求和分补需求的步骤具体包括：

获取三相交流电中具有最小无功量的一相；

对所述最小无功量经滑动均值滤波得到共补需求；

根据所述共补需求通过动态规划算法获得实际共补量和用于共补的电容投切序列；

将三相交流电中的每一相的无功量减去所述实际共补量得到每一相的分补需求。

在其中一个实施例中，所述根据动态规划算法和共补需求从共补电容组中形成用于共补的电容投切序列、根据动态规划算法和分补需求从分补电容组中形成用于分补的电容投切序列的步骤中，采用如下公式得到电容投切序列：

其中f[i][j]为在具有i个电容时、无功补偿量为j时的电容投切序列；a[i]为共补电容组或分补电容组中第i个电容的补偿量，N为共补电容组或分补电容组中电容的数量，W为共补需求或分补需求，且i∈N，j∈W。

在其中一个实施例中，在无功补偿运行设定时间后，还进行电容均衡。

在其中一个实施例中，所述电容均衡的步骤包括：在原有电容排序的基础上，做逆序转存；若该逆序转存为升序排列，则优先投入相对较小的电容形成等补偿量的电容投切序列，若该逆序转存为降序排列，则优先投入相对较大的电容形成等补偿量的电容投切序列。

上述无功补偿中的电容投切方法，将电容划分为一个共补电容组和三个分补电容组，方便分别投切，同时将动态规划算法应用到电容投切序列的计算，基于最优原则对数组进行遍历，每次只决策一个电容是否投入，每次都基于上一次的决策结果进行当前最优决策。其不受电容数量和配置影响，存储空间需求低，查找速度快，并能得到电容最优组合。

附图说明

图1为一实施例的无功补偿中的电容投切方法流程图；

图2为三相交流电各相无功量及补偿方案示意图。

具体实施方式