基于无功补偿装置的电压无功控制方法及其系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电力系统领域，特别是一种基于无功补偿装置的电压无功控制方法及 其系统。
【背景技术】
[0002] 电压质量是衡量电能质量的重要指标，与人们生产和生活息息相关，稳定高质的 电能质量一直是人们所追求的目标。现代科技进步和自动化程度的提高，对电力系统供电 质量的要求也越来越高。电能质量不稳定将会给客户带来极大的不便；确保电能质量合格， 也是用户安全生产和电气设备正常工作的前提。系统如果长期越上限运行，会使电气设备 寿命缩减、使用效率降低；长期越下限运行，则无法保证设备正常工作，导致生产过程中出 现次品，造成大面积停电等；长期的不正常运行还会造成无功分配不合理，从而使电力系统 崩溃，危及人身安全和电力系统的正常供电。因此，需要时时刻刻保证电压质量合格，才能 保证电力系统的安全优质供电，使客户能够用上可靠合格的电能。
[0003] 造成电压质量不合格的原因有很多种，对于IOKV W下的配电网而言，其中最主要 的原因是由于输电距离较长，负荷季节性变化较为明显，导致供电容量不足，网架结构单 一，输配电可靠性差，从而使得电能质量不合格。而电压的调节与无功功率的调节具有紧密 的联系，电力系统的运行电压水平取决于无功功率的平衡，无功不足会引起电压偏低，反之 会使得电压偏高，因此有效的电压控制和合理的无功补偿，不仅能保证电压质量，还能提高 电力系统运行的稳定性和安全性，获得较好的经济效益。
[0004] 传统的配电网电压无功控制通常采用的控制方法有：九区图（或者五区图）控制 策略、电压/功率因素控制和逆调压控制等，其中最基本的方式是电压/功率因数控制。在 配电网的控制中，电压/无功的控制比频率/有功的控制要更受到重视，对电压/无功进行 调控的基本目标是确保整个配电网的电压都在一定的幅度内进行波动，运主要是通过对变 压器的分接头和所并联的补偿电容器来实现的。但是，当线路过长或者负荷波动较大时，仅 依靠改变变压器分接头或者并联电容，对电压/无功的调控并不能满足电能质量的要求。
[0005] 对于当前配电网常用的固定电容器而言，在进行电压无功控制时，只能成组地投 入或者切除，其对电压无功的调节能力有限。而应用比较多的TCR(晶闽管控制型电抗器） 型SVC (静止无功补偿器）大多仅W功率因数或是某个等级的电压或功率因数作为目标，控 制目标相对单一，未能充分考虑系统的复杂性，难W实现较好的多目标优化控制。
【发明内容】
[0006] 针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于无功补偿装置 的电压无功控制方法及其系统，W实现对配电网支路多处的电压无功补偿，从而满足电力 系统的复杂性需求。
[0007] 本发明一方面提供一种基于无功补偿装置的电压无功控制方法，所述方法包括：
[0008] 确定配电网支路中安装无功补偿装置的安装位置，记为所述配电网支路的补偿 占. y ?、、，
[0009] 将所述配电网支路的首端、末端作为监测点，监测各监测点、各补偿点的电压/电 流；
[0010] 根据监测到的电压/电流调节各补偿点处无功补偿装置的容量，W实现对整条配 电网支路的电压无功调节。
[0011] 本发明另一方面还提供一种基于无功补偿装置的电压无功控制系统，包括：
[0012] 确定模块，用于确定配电网支路中安装无功补偿装置的安装位置，记为所述配电 网支路的补偿点；
[0013] 监测模块，用于将所述配电网支路的首端、末端作为监测点，监测各监测点、各补 偿点的电压/电流；
[0014] 调节模块，用于根据监测到的电压/电流调节各补偿点处无功补偿装置的容量， W实现对整条配电网支路的电压无功调节。
[0015] 上述基于无功补偿装置的电压无功控制方法及其系统，通过监测配电网支路各监 测点和各补偿点的电压/电流，根据监测结果调节各补偿点处无功补偿装置的容量，W实 现对配电网支路多处的电压无功补偿，从而满足电力系统的复杂性需求。
【附图说明】
[0016] 图1为一个实施例的基于无功补偿装置的电压无功控制方法的流程示意图；
[0017] 图2为一个实施例的确定配电网支路中安装无功补偿装置的安装位置步骤的流 程示意图；
[0018] 图3为一个较佳实施方式的基于无功补偿装置的电压无功控制方法流程示意图；
[0019] 图4为一个实施例的无功补偿装置的结构示意图；
[0020] 图5为一个实施例的基于无功补偿装置的电压无功控制系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进 一步地详细描述。
[0022] 请参阅附图1，为一个实施例的基于无功补偿装置的电压无功控制方法的流程示 意图，主要包括步骤SlOl至步骤S103,详细说明如下：
[0023] S101，确定配电网支路中安装无功补偿装置的安装位置，记为所述配电网支路的 补偿点。
[0024] 在本发明实施例中，无功补偿装置可W是无源电力滤波器、有源电力滤波器、静止 无功补偿装置等用于无功补偿的装置，本发明对具体的无功补偿装置可不做限制，只需要 具有无功补偿功能即可。无功补偿装置安装的位置可W是配电网支路中的各个位置，尤其 是当支路上的负荷波动较大时电压无功不能满足需求的位置。
[0025] 作为本发明一个实施例，所述无功补偿装置是基于磁控电抗器和固定电容器构成 的静止无功补偿器，通过调节所述磁控电抗器的电抗值改变该无功补偿装置的容量。
[00%] 静止无功补偿器将磁控电抗器和固定电容器（固定或分组投切）并联使用，固定 电容器可发出无功功率（容性的），磁控电抗器可吸收无功功率（感性的），通过对磁控电 抗器进行调节，可W使无功补偿装置平滑地从发出无功功率改变到吸收无功功率（或反向 进行），并且响应快速。
[0027] S102,将所述配电网支路的首端、末端作为监测点，监测各监测点、各补偿点的电 压/电流。
[0028] 通过监测配电网支路的首端、末端W及各补偿点的电压/电流，可W采集配电网 支路中多个目标位置的电压/电流，在后续计算多处位置的无功补偿容量时，提供精确的 电压/电流监测数据，从而提高电压无功补偿的质量。
[0029] S103,根据监测到的电压/电流调节各补偿点处无功补偿装置的容量，W实现对 整条配电网支路的电压无功调节。
[0030] 根据监测到的电压/电流，若各监测点、各补偿点的电压/电流越限，及时调节各 补偿点处无功补偿装置的容量，W实现对整条配电网支路的电压无功调节。
[0031] 进一步地，步骤Sioi中的确定配电网支路中安装无功补偿装置的安装位置的具 体实现方式可如下，请参阅附图2,包括步骤：
[0032] S201，根据所述配电网支路中各节点的电压、预设的电压越限惩罚模型构建损耗 目标函数。
[0033] 该损耗目标函数的优化目标是在配电网支路中各节点电压不越限的条件下，配电 网的总网损最小，根据配电网支路中各节点的电压、预设的电压越限惩罚模型进行构建，所 述损耗目标函数为：
阳0对其中，minFi为损耗目标函数，P 为配电网的总网损，A V为预设的惩罚系数，V Ii 为越限时节点i处的电压，Vi为i节点的实际电压，V 1 m。、为i节点的电压上限，V 1 mi。为i节 点的电压上下限。
[0036] S202,根据所述配电网支路中进行无功补偿的节点数量、预设的无功补偿装置的 成本模型构建成本目标函数。
[0037] 该成本目标函数的优化目标是无功补偿装置的投资成本最小，其中所述投资成本 包括设备综合成本和安装成本，所述成本目标函数为：
[0039] 其中，minFz为成本目标函数，M为配电网中可W安装无功补偿装置的节点数量，Xi取值为0或LXi = 0为第i个节点对应位置不安装无功补偿装置，X 1= 1为第i个节点对 应位置安装无功补偿装置，Qi为安装在第i个节点的无功补偿装置的额定容量，C 11为第i 个节点的无功补偿装置的单位容量设备综合成本，Ci2为第i个节点的无功补偿装置的单位 容量安装成本。
[00