一种改善含小水电配电网电压质量的方法_2

文档序号:9827664阅读:来源:国知局
br>[0060] 其中,所述目标参数为计算所需的基本参数,包括含小水电配电网的基本参数、遗 传算法的基本参数和计算投资运行年费用的参数。含小水电配电网的基本参数包括小水电 发电机组有功功率、小水电发电机组功率因数;节点总数(N ),节点编号、节点有功负荷 (Pl)、节点无功负荷(Ql);线路总数(M),线路编号、线路首末端节点编号、线路电阻(R)、线路 电抗(X)和线路载流量;变压器总数(N t),变压器编号、变压器额定容量、变压器变比、变压 器空载损耗、变压器空载电流百分数、变压器短路损耗、变压器短路电压百分数,有载调压 变压器编号、无载调压分接头档位;节点电压上限(U max)、节点电压下限(Umin),基准电压 (Ub)、基准功率(Sb)。传统遗传算法参数包括种群规模(P p)、最大进化代数(Kmax)、代沟(Pg)、 交叉率(P。)、变异率(P m)。计算投资运行年费用的参数包括串联电容器单位容抗造价(C)、折 现率(r)、偿还年限(n)、设备折旧维护率(α)、电价(β)、最大负荷损耗时间( Tmax)。
[0061] 在一具体的实施例中,如图2所示为20节点含小水电配电网的接线图。步骤SlOO设 置目标参数,即输入计算所需的基本参数,所述目标参数包括含小水电配电网的基本参数、 遗传算法的基本参数和计算投资运行年费用的参数。含小水电配电网的基本参数包括小水 电发电机组有功功率(Pgi = 0.9丽,PG2 = 1.25丽)、小水电发电机组功率因数(均为0.85);节 点总数(N=20),节点编号(1,2,"_,20)、节点有功负荷仇)、节点无功负荷汍);线路总数(1 = 10),线路编号(①,②,…,⑩)、线路首末端节点编号、线路电阻(R)、线路电抗(X)和线路 载流量;变压器总数(N t = 8),变压器编号(TI,T2,…,T8)、变压器额定容量、变压器变比、变 压器空载损耗、变压器空载电流百分数、变压器短路损耗、变压器短路电压百分数,有载调 压变压器编号(1'135363738)、无载调压分接头档位(取0\2.5%);节点电压上限(1^^ 在1101^、351^、101^和61^电压等级时分别取为1.4.11.、1.4.11.、1.07口.11.和 1 · 1025p · u ·)、节点电压下限(Umin在110kV、35kV、IOkV和6kV电压等级时分别取为0 · 9p · u·、 0.9p.u.、0.93p.u.和0.9975p.u·),基准电压(Ub在 110kV、35kV、10kV和6kV电压等级时分别 取为110kV、35kV、IOkV和6kV)、基准功率(Sb=IOOMVA)。传统遗传算法参数包括种群规模(P p = 400)、最大进化代数(Kmax= 100)、代沟(Pg = O .95)、交叉率(Pc = O. 9)、变异率(Pm=0.0 1)。 计算投资运行年费用的参数包括串联电容器单位容抗造价(C= 10000元/ Ω )、折现率(r = 10% )、偿还年限(n = 6年)、设备折旧维护率(α = 〇. I)、电价(β = 〇.3元/kw · h)、最大负荷损 耗时间(Tmax = 3000h),得到配电网中的节点数据、线路数据和变压器数据。
[0062]图2所示配电网的节点数据、线路数据和变压器数据如表1、表2、表3和表4所示。 [0063]表1图2配电网的节点负荷数据
[0065]表2图2配电网的线路数据 [0067]表3图2配电网的三绕组变压器数据

[0069] 注:三绕组变压器空载损耗为24.7kW,空载电流百分数为0.1%。
[0070] 表4图2配电网的双绕组变压器数据
[0072] 如图3所示,步骤Sill:根据步骤SlOO设置的目标参数,获取串联电容器的待选线 路、待选线路的编号、以及待选线路对应的最大容抗值。
[0073] 优选的,如图4所示,在步骤SllO或步骤Slll中,所述获取电容器的待选线路的步 骤包括:
[0074] 步骤SllOl:获取配电网中任一条线路未安装电容器时各个节点电压偏差的绝对 值总和,以及该线路上安装所述电容器后各个节点电压偏差的绝对值总和;
[0075] 优选的,在步骤SllOl中具体通过如下公式获取线路安装串联电容器之前各个节 点电压偏差的绝对值总和与安装电容器之后的节点电压偏差总和:
[0076] 公式一:
[0077] 公式二:
[0078] 其中,fQ为未安装电容器时各个节点电压偏差的绝对值总和;
[0079] N为节点总数;
[0080] Ui为含小水电配电网中未安装电容器时节点i的电压,Uq为该线路额定电压;
[0081] A为安装所述电容器后各个节点电压偏差的绝对值总和;
[0082] Ub,c,i为含小水电配电网中在第b条线路安装容抗值为Xc的电容器时节点i的电压。
[0083] 步骤Sl 102:判断所述未安装电容器时各个节点电压偏差的绝对值总和与安装所 述电容器后各个节点电压偏差的绝对值总和的差值是否小于〇;
[0084] 步骤Sl 103:当所述差值小于0时,将该条线路作为待选线路。
[0085] 其中,在步骤SllO或步骤Slll中,所述获取待选线路的编号的步骤包括:
[0086] 步骤S1104:设所述配电网中有M条线路,将所述M条线路从1开始依次编号,使所述 M条线路中的每条线路都有一个线路编号;
[0087] 步骤S1105:按照线路编号从小到大的顺序,对所述每条线路未安装电容器时与安 装电容器后各个节点电压偏差的绝对值总和的差值进行比较,并筛选出满足待选线路条件 的线路;其中所述满足待选线路条件具体为判断未安装电容器时各个节点电压偏差的绝对 值总和与安装所述电容器后各个节点电压偏差的绝对值总和之间的差值是否小于〇,当两 者的差值小于O时,即满足待选线路条件
[0088] 步骤Sl 106:将所述满足待选线路条件的线路按照线路编号从小到大的顺序排列, 并对这些线路从1开始依次编号,每条所述满足待选线路条件的线路所对应的编号为所述 待选线路编号。
[0089] 此外,在步骤SI 10或步骤SI 11中所述获取所述待选线路对应的最大容抗值的步骤 包括:
[0090] 步骤Sl 107:当所述未安装电容器时各个节点电压偏差的绝对值总和与安装所述 电容器后各个节点电压偏差的绝对值总和小于0时,即fb = f〇-fVj、于0时,将所述线路安装 电容器的容抗值X。作为所述待选线路对应的最大容抗值。
[0091 ]在一具体实施例中,所述步骤Sl 10或步骤Slll为:
[0092] 第一步:在步骤SlOO完成后,首先根据步骤SlOO设定的含小水电配电网的基本参 数,取配网中的所有变压器分接头均接在主抽头位置,运用传统前推回代潮流算法计算含 小水电配电网没有装设串联补偿电容器时各节点的电压;然后计算各节点电压偏差的绝对 值总和。具体公式为:
[0093] 公式一:
[0094] 公式一中:fQ为未安装串联电容器前各个节点电压偏差的绝对值总和;N为节点总 数仙为含小水电配电网中没有安装串联电容器时节点i的电压;Uo为线路额定电压。
[0095] 第二步:在第一步完成后,定义一个M行2列的矩阵L,令1 = 1,b=l,取串联电容器 的容抗值X。为〇。
[0096] 第三步:在第二步完成后,将步骤SlOO输入的含小水电配电网第b条线路的电抗值 存入Xb中。
[0097] 第四步:在第三步完成后,将串联电容器的容抗值以1 Ω为单位逐渐增加,即先将 容抗值X。的值增加1欧姆,相应地,将电抗Xb减小X。,其余线路的电抗值不变,用传统前推回 代潮流算法计算所述配电网各节点的电压,然后计算改善电压质量的指标,具体为公式二:
[0098] 公式二:
[0099] 公式二中:fb为线路安装电容器之前与安装电容器之后各个节点电压偏差的绝对 值总和的差值,也成为电压质量指标;fo为公式一的结果,Ub.q为含小水电配电网中在第b 条线路安装容抗为X。的串联电容器时节点i的电压;Uo为线路额定电压,且与公式一种的U0 相同。
[0100] 第五步:在第四步完成后,当fb>0时,继续执行第四步,增加串联电容器的容抗值 Xc,直到当fb〈0时为止;当fb〈0时,执行第六步。
[0101] 第六步:当fb〈0,且当Xc=I时,转到执行第七步;否则,将第b条线路选为安装串联 电容器的待选线路,先将第b条线路的编号存放在矩阵L第1行第1列的元素中,将容抗X。存 放在矩阵L第1行第2列的元素中,再把1的值加1,判断下一个编号的线路是否满足待选线路 的条件,转到执行第七步。
[0102] 第七步:在第六步完成后,当b < M时,把b的值加1,令Xc = O,转到执行第三步;否则 停止计算。停止计算后,矩阵L的列号为待选线路编号,第1列元素为待选线路的线路编号, 第2列的元素为待选线路能够安装串联电容器的最大容抗,由矩阵L中的待选线路可得待选 线路总数K。
[0103] 具体地,以图2的配电网为例,说明确定安装串联电容器的待选线路和最大容抗。 按照步骤SllO或步骤Slll确定安装串联电容器的待选线路和最大容抗的计算步骤得到图2 所示配电网装设串联补偿电容器的待选线路和最大容抗如表5所示。
[0104] 表5图2配电网装设串联补偿电容器的待选线路和最大容抗
[0107] 根据表5可得,线路编号分别为1、5、6、7、8和9满足待选线路的条件,对应的待选线 路的编号依次为1至6,并且可确定每条待选线路的最大容抗值。
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