[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

摘要

本发明公开了一种高压配网动态无功补偿装置容量的优化配置的方法。高压配网动态无功补偿装置优化配置容量的选择是在高压配网中，结合敏感负荷特性，引入电压暂降风险作为电压稳定的考虑对象。建立无功优化的单目标函数模型，将电压暂降损失、线路有功损耗、动态无功补偿装置费用经济量化相加。设定多组无功容量并求取相应的总支出费用。通过MATLAB软件对费用和容量进行曲线拟合，以计算最优容量。该方法考虑了高压配网电压敏感负荷目前正在持续增长的现代电网特征、电网发生电压暂降概率远远大于电压崩溃或电压失稳的概率和目前动态无功补偿装置配置费用相对较高等实际影响因素，从理论和工程角度上反映了其优越性。因此，该方法具有较好的实际指导意义。

主权项

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。