[发明专利]基于双向变流装置的城市轨道交通用分散式无功补偿方法

说明书

一种基于双向变流装置的城市轨道交通用分散式无功补偿方法，由控制系统和分散于各车站的双向变流装置组成，补偿算法采用自适应粒子群算法。利用夜间停运时双向变流装置的无功补偿功能，通过对主变电所35kV侧有功无功功率的实时监测，采用自适应粒子群算法确定分散于各变电所的双向变流装置的无功补偿容量，可以完成实时动态无功补偿的功能，节省主变电所SVG的投资，且可以更好的稳定系统网压，降低系统损耗，具有良好的社会效益和推广应用前景。

技术领域

本发明涉及城市轨道交通的技术领域，尤其涉及一种基于双向变流装置的城市轨道交通用分散式无功补偿方法。

背景技术

目前大多数城市地铁供电系统采用集中供电方式，这种方式主变电所携带供电分区多，中压环网电缆长度长，在夜间停运时，功率因数较低，需要在主变电所设置SVG无功补偿装置。这种集中补偿方法增大主变电所土建空间，且功率损耗高。

随着电力电子技术的发展，近年来新建地铁线路供电系统部分已开始采用双向变流装置替代传统的24脉波整流装置。双向变流装置采用PWM整流技术，具有无功补偿的功能。在夜间停运时，可利用其无功补偿功能对中压线路进行分散式无功补偿。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种基于双向变流装置的城市轨道交通用分散式无功补偿方法，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于双向变流装置的城市轨道交通用分散式无功补偿方法，其能克服现有技术的缺陷，可以在夜间利用双向变流装置进行分散式无功补偿。通过追踪主变电所功率变化，采用自适应粒子群算法对无功补偿方案进行优化，确定主变电所分区内每座牵引变电所的双向变流装置提供的无功容量，从而可以替代主变电所SVG的设置，以及减少网络损耗改善电能质量。

为实现上述目的，本发明公开了一种基于双向变流装置的城市轨道交通用分散式无功补偿方法，其特征在于包含如下步骤：

步骤一：初始化系统，确定系统中变压器、电缆、双向变流装置的参数；

步骤二：初始化粒子群，在补偿容量限制内随机生成一群粒子，每个粒子带有若干对属性，代表各双向变流装置的补偿功率与补偿类型；

步骤三：然后将每个粒子作为补偿方案整体搜索空间中的个体输入到网络中进行潮流计算，再计算每个粒子的适应度值，即所代表的补偿方案的网络损耗函数值，求解所有个体最优位置与群体最优位置；

步骤四：更新粒子的速度和位置；

步骤五：更新后的粒子位置再次进行潮流计算，求解网络损耗函数值，判断粒子位置优劣，更新粒子的个体最优位置和全局最优位置；

步骤六：根据粒子中最优个体和全局最优位置，更新算法的惯性权重，如果迭代没有达到预设定的最大次数，就返回步骤四进行循环迭代，如果达到预设定的最大次数就结束整个求解算法。

其中：确定的目标函数数学模型表示为：

网络损耗函数：

式中：N为支路数，G_k为支路上的电导，V_i和V_j为支路两端电压的幅值，θ_ij表示支路两端电压的相角差，P_VSC表示双向变流装置的运行损耗。

其中：不等式约束条件为：

-V₁≤V_i≤V₂

λ≥λ₁

Q_i1≤Q_i≤Q_i2