一种基于负荷P‑U特性的负荷功率优化方法与流程

本发明属于电力系统分析领域，涉及电力系统潮流计算与分步优化方法。

背景技术：

当前，由于人们的日常生活用电量不断增加，并且大功率电器较多，因此使得许多配电台区的感性负载大幅度上升，降低了负荷功率因数。如果我们只依靠发电机来提供无功功率的话，电力系统中之间由于无功功率不断地来回地交换会引起发电、输电及供配电设备上的电压损耗及功率损失，况且发电机发出的所有功率等于有功功率与无功功率的矢量和，提供的无功功率多时，提供的有功功率就少了，这种运行方式也是很不经济的。

因此需要在配电台区合适的点上装置无功补偿设备，使其能够就地补偿，减少网络中的线损。

基于负荷p-u特性曲线能够快速有效地找到可能布置点，通过分步优化方法能够找到最合适的设置点，经济高效地提高了负荷功率因数，减少了损耗。

技术实现要素：

发明目的：为了运用负荷p-u特性曲线找到若干δp/δu较大的关键节点，再通过优化方法找到几个最合适的点装置无功补偿设备，提高功率因数，减少损耗，本发明提出一种基于负荷p-u特性的负荷功率优化方法。

本发明的提供的技术方案为提供一种基于负荷p-u特性的负荷功率优化方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步、通过采集各个选点的功率和电压数据，通过仿真综合得到负荷p-u特性曲线；

第二步、由功率、电压数据得到各点在相同条件下的δp,δu,结合负荷p-u特性曲线，收集δp/δu数值较大的若干个点的电压，代入目标函数中，在满足各自的潮流方程情况下，运用分步优化的方法得到优化的无功补偿点；

第三步、按照不同的延时预设控制时间，在相应的无功补偿点上进行设备安装。

所述的目标函数的数学表达式为：

式中u10，u20，u30分别为高峰，正常和低谷时期的额定电压值，c1,c2,c3则为加权参数。

所述的各个选点为选取现场能够同时测量电压和功率的点。

所述的分步优化的方法为先把一个点的数据代入目标函数f(x)中，此时可得到一个值a0＝f(x0)。然后再加入一个点，并把这两个点的数据同时代入目标函数f(x)中，可以得到一个值a1＝f(x1)，以此类推，当|an-an-1|的值比较小时(也即增加一个点的数据已无明显变化)，此时的选点为最优。

所述的各自的潮流方程的数学表达式为：

其中，分别为选点a,b,c三相电压，并且对称，相差120°相位角，而y1,y2,y3为选点相应的导纳。

按照目标方程及其约束条件可以逐个得到最佳的无功补偿点，直到在其他点再增加一个无功补偿点时，已无明显效果，则此时的布点即为最优布点。按此布点装置无功补偿设备，并且按照变化越快的点，预设时间越短的原则设定好控制时间，能够经济有效地提高功率因数，减少损耗。

与现有技术比较，本发明可以带来的有益效果如下：

通过现场实测数据得到的负荷p-u特性曲线能够快速有效地找到若干可能布置点，设定目标函数，并且按照分步优化的方法能够在这若干个可能布置点中找到最经济有效的无功补偿点，可以节省选点时间，并且能够减少无功补偿设备的投入量，大大减少了成本。

附图说明

图1为本发明的原理示意图；

图2为本发明的实现流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对发明进行进一步介绍：

如图1所示，一种基于负荷p-u特性的负荷功率优化方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步、通过采集各个选点的功率和电压数据，通过仿真综合得到负荷p-u特性曲线；

第二步、由功率、电压数据得到各点在相同条件下的δp,δu,结合负荷p-u特性曲线，收集δp/δu数值较大的若干个点的电压，代入目标函数中，在满足各自的潮流方程情况下，运用分步优化的方法得到优化的无功补偿点；

第三步、按照不同的延时预设控制时间，在相应的无功补偿点上进行设备安装。

所述的目标函数的数学表达式为：

式中u10，u20，u30分别为高峰，正常和低谷时期的额定电压值，c1,c2,c3则为加权参数。

所述的各个选点为选取现场能够同时测量电压和功率的点。

所述的分步优化的方法为先把一个点的数据代入目标函数f(x)中，此时可得到一个值a0＝f(x0)。然后再加入一个点，并把这两个点的数据同时代入目标函数f(x)中，可以得到一个值a1＝f(x1)，以此类推，当|an-an-1|的值比较小时(也即增加一个点的数据已无明显变化)，此时的选点为最优。

所述的各自的潮流方程的数学表达式为：

其中，分别为选点a,b,c三相电压，并且对称，相差120°相位角，而y1,y2,y3为选点相应的导纳。

按照目标方程及其约束条件可以逐个得到最佳的无功补偿点，直到在其他点再增加一个无功补偿点时，已无明显效果，则此时的布点即为最优布点。按此布点装置无功补偿设备，并且按照变化越快的点，预设时间越短的原则设定好控制时间，能够经济有效地提高功率因数，减少损耗。

通过现场实测数据得到的负荷p-u特性曲线能够快速有效地找到若干可能布置点，设定目标函数，并且按照分步优化的方法能够在这若干个可能布置点中找到最经济有效的无功补偿点，可以节省选点时间，并且能够减少无功补偿设备的投入量，大大减少了成本。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应该视为本发明的保护范围。