[发明专利]一种基于配电网负荷曲线的无功补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及配电网负荷曲线的无功补偿技术领域，尤其涉及一种基于配电网负荷曲线的无功补偿方法。

背景技术

对配电网进行无功优化是改善电能质量、提高电压合格率、降低线损、减少碳排放和提高供电企业利润的重要技术手段之一，国内外对配电网的无功优化做了大量的研究，但这些研究往往只注重优化方法本身，对于已装有补偿电容器的配电网，尚未能提出在实际运行中灵活有效的控制策略。

现有技术中利用调度自动化系统提供的有限线路运行参数和补偿电容器运行现场的电压和功率因数来自动控制电容器的投切，但这样实现的动态补偿无法确定电容器投切次数，也无法考虑台区范围的无功控制。

现有技术中分时段无功研究对补偿电容器采取实时自动控制的方法，难以顾及负荷的全局变化，在实际运行中存在一系列问题。

目前无功电压的控制策略主要是：根据电网的典型日负荷曲线，将日负荷划分为多个负荷时段，在不同时段采取不同的电压无功整定值。显然，这种策略是基于负荷的历史数据和运行经验，其优化值只能随时间按典型日负荷曲线要求发生改变。由于负荷的季节性、地区性差别以及休假日和工作日的差异，势必造成电压无功控制的滞后效应或盲目、频繁动作，甚至发生误动作，影响系统的安全与稳定。

无功补偿优化是基于对长期历史数据进行分析的基础上建立的，系统通过对有功负荷的峰谷曲线变化、无功设备的缺陷管理信息、无功负荷的分布情况、电压的变化情况等诸多方面的综合分析，对配电网变压器的无功补偿设备进行规划配置，对各配电变压器的配置容量、分组方式进行规划。

以往的配电变压器无功补偿方案基于配变台区容量来制定，补偿容量一般为配电变压器的20％～30％，如下表：

表1

这种基于容量的无功补偿方法能解决大多数无功不合格问题，但是与实际的用户负荷不相对应。若配电变压器正常运行时负载率偏低，容易引起补偿容量偏大，大马拉小车的现象，若配电变压器正常运行时负载率偏高，则容易出现补偿容量偏小，欠补偿的现象。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了基于配电网负荷曲线的无功补偿方法，该方法基于台区历史负荷曲线情况来制定无功补偿容量、配置、分组策略，能够实现分析电网网损情况、分析网损敏感情况、实现降损节能目的、为供电公司提供综合节能评估决策等功能。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于配电网负荷曲线的无功补偿方法，包括以下步骤：

步骤1，采集台区设定时间内的电力负荷数据，所述电力负荷数据包括间隔设定时间采集的电力负荷有功功率和无功功率数据；根据采集的数据分别得到电力负荷有功功率曲线和无功功率曲线；

步骤2，采用拟合曲线方法对步骤1中的电力负荷有功功率曲线和无功功率曲线进行多项式函数拟合，分别得到电力负荷有功功率和电力负荷无功功率关于时间的函数；

步骤3，根据拟合的电力负荷有功功率和电力负荷无功功率关于时间的函数，计算功率因数函数表达式；

步骤4，根据功率因数函数表达式，计算需要补偿的无功容量；

步骤5，采用一阶导数法求出无功补偿容量的最大值；

步骤6，根据配变容量对无功补偿容量进行修正；

步骤7，建立边界筛选条件，确定最终的无功补偿容量配置方案。

所述步骤2中，选用MATLAB拟合曲线方法对电力负荷有功功率曲线和无功功率曲线进行多项式函数拟合，具体方法为：

(1)将间隔设定时间统计出来的电力负荷有功功率数据、无功功率数据以及间隔时间分别以数组的形式记录：t＝[t₁，t₂，t₃...，t_n]，P＝[P₁，P₂，P₃...，P_n]，Q＝[Q₁，Q₂，Q₃...，Q_n]，其中，t表示时间，P表示有功功率，Q表示无功功率；

(2)调用MATLAB中的相应函数，绘制散点图，散点图表达式如下：plot(t，P，′o′)，plot(t，Q，′o′)，式中，P、Q分别表示有功功率、无功功率，’o’表示此处有散点；