[发明专利]计及负荷时序特性的配电网无功补偿方法

说明书

一种计及负荷时序特性的配电网无功补偿方法，所述方法首先根据配电网各负荷节点的负荷类型及各类负荷的用电规律，绘制典型日负荷全时序特性曲线，然后在保证电压合格的基础上，以配电网全网年度有功网损最小为目标函数，建立配电网无功规划数学模型，再通过模型的求解得到各个时间断面的配电网无功规划结果，最后根据该无功规划结果确定各个节点的无功补偿方案。本发明根据不同类型负荷典型日负荷全时序特性建立配电网无功规划模型，不仅能准确处理负荷的不确定问题，使规划结果更接近于实际，而且还充分考虑了配电网负荷需求的时序互补特性，从而节约了无功补偿设备的安装容量，提高了配电网无功规划配置的有效性。

技术领域

本发明涉及一种中压配电网无功规划精确建模及补偿方法，属于输配电技术领域。

背景技术

传统的中压配电网无功规划，大多是根据预测负荷最大值进行无功补偿设备的优化配置，通过最大有功、无功负荷水平进行配电网潮流计算得到最大损耗功率，再乘以最大损耗利用小时数(估算值)来计算年度配电网网络损耗，并以此为依据来进行无功补偿设备的优化配置。根据最大负荷水平得到的无功规划结果配置的无功补偿设备容量通常比较大，设备等效利用率低、耗能性差。也有学者研究了考虑多种负荷水平的无功规划优化，考虑多个负荷水平的无功规划优化问题，一般以最大负荷水平为基准，取最大负荷的某一百分比作为最大、一般、最小三种负荷水平，以不同负荷水平计算出的最小无功功率需求作为固定补偿设备的安装容量，以最大无功功率需求与最小无功功率需求的差值作为可变补偿设备的安装容量。在这种模型中，配电网年度网络损耗是分别在不同负荷水平下进行潮流计算得出网络损耗功率，再乘以不同负荷水平的等效运行时间并求和得到的。由于配电网中不同类型负荷的大小和分布位置具有很大的随机性和明显的时序特性，不同的负荷水平及其等效运行时间都是粗略估算或假设的(文献通常都没给出明确的理论或现场依据)，由此得到的配电网无功规划方案的技术耗能指标与实际情况会有较大差异，通常不能得到耗能性最优的配电网无功规划配置方案。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种计及负荷时序特性的配电网无功补偿方法，在保证补偿效果的基础上，提高配电网无功规划配置的有效性。

本发明所述问题是以下述技术方案解决的：

一种计及负荷时序特性的配电网无功补偿方法，所述方法首先根据配电网各负荷节点的负荷类型及各类负荷的用电规律，绘制典型日负荷全时序特性曲线，然后在保证电压合格的基础上，以配电网全网年度有功网损最小为目标函数，建立配电网无功规划数学模型，再通过模型的求解得到各个时间断面的配电网无功规划结果，最后根据该无功规划结果确定各个节点的无功补偿方案。

上述计及负荷时序特性的配电网无功补偿方法，所述方法包括以下步骤：

a.根据配电网各负荷节点的负荷类型、负荷大小及各类负荷的时序数据，绘制典型日负荷24时序特性曲线；

b.以各节点无功补偿容量为优化变量，建立配电网无功规划数学模型：

模型所采用的目标函数为:

式中：P_{loss_t}为配电网在第t个时段负荷水平下的有功功率损耗；n_d为配电网节点个数；k为电压越界惩罚因子，取较大正常数；ΔU_{i_t}为在第t个时段负荷水平下的节点i的节点电压偏差，U_{i_t}为节点i在第t个时段的节点电压，U_imin为节点电压允许最小值，U_imax为节点电压允许最大值；

等式约束方程为：