一种配电网电压调节方法及系统与流程

本发明涉及配电网电压调节
技术领域：
，特别涉及一种配电网电压调节方法及系统。
背景技术：
：目前，出现故障的配电网经过故障隔离后，若恢复送电，则可能会由于大量转移负荷所导致配电网电压不合格的情况，需要对配电网进行快速的潮流调节。在配电网潮流调节问题方面，人们主要以输电网为研究对象进行潮流调节，在输电网的潮流调节方法中，其研究对象的特点是：1)传输功率主要是有功功率，全网无功需求较为均衡；2)环形电网的无功传输较为灵活，无功远距离传输并不会引起电压的大幅降低；3)无功电源含有发电厂和补偿电容，全网中分布较为分散。可见，在输电网的潮流调节方法中，主要是以分层负载率为基础的无功调节，有利于无功的分层分区平衡和电压合格。但是，在实际高压或者中压配电网中，1)传输功率中无功所占比重显著增大，不同用户的无功需求差异较大，各个配变终端的无功需求严重不平衡；2)配电网网架为辐射型结构，无功主要从变电站远距离输送；3)无功电源仅有变电站内的无功补偿、配电低压侧的无功补偿柜，以及10kV电网中接入的少量分布式电源；4)导致配电网的潮流不可行解的原因有节点电压幅值不合格，分布式电源的无功出力越限，或者这两种原因都存在。为此分层负载率大小并不能真实表征整条馈线的无功负载情况。也即，现有的输电网潮流调节方法难以应用到对配电网进行潮流调节。综上所述可以看出，如何在配电网出现故障后对配电网进行电压调节是目前有待解决的问题。技术实现要素：有鉴于此，本发明的目的在于提供一种配电网电压调节方法及系统，实现了在配电网出现故障后对配电网进行电压调节的目的。其具体方案如下：一种配电网电压调节方法，包括：当配电网出现故障后，计算相应的无功就地补偿量；根据所述无功就地补偿量，对所述配电网进行无功就地补偿；当所述配电网无功就地补偿平衡后，则对所述配电网进行逆调压处理，以使所述配电网中全部节点的节点电压恢复正常水平。优选的，在所述计算相应的无功就地补偿量之前，还包括：确定所述配电网的无功负载程度。优选的，当所述配电网的无功负载程度大于第一预设阈值，则计算所述无功就地补偿量的计算公式为：式中，ΔQc表示所述无功就地补偿量；Qc,aim表示理想无功补偿量；round(*)表示四舍五入圆整函数；Q1表示所述配电网的馈线首端节点向所述配电网注入的无功量；P1表示所述馈线首端节点注入的有功功率；表示理想功率因素；Qc表示所述配电网中已投入的无功补偿量；Qc,max表示所述配电网中可投入的无功补偿量的上限值。优选的，所述根据所述无功就地补偿量，对所述配电网进行无功就地补偿的过程，包括：向所述配电网投入与所述无功就地补偿量大小相一致的无功电容量。优选的，当所述配电网的无功负载程度小于或等于第二预设阈值，则计算所述无功就地补偿量的计算公式为：式中，ΔQc表示所述无功就地补偿量；Qc,aim表示理想无功补偿量；round(*)表示四舍五入圆整函数；Q1表示所述配电网的馈线首端节点向所述配电网注入的无功量；P1表示所述馈线首端节点注入的有功功率；表示理想功率因素；Qc表示所述配电网中已投入的无功补偿量；Qc,min表示所述配电网中可投入的无功补偿量的下限值。优选的，所述根据所述无功就地补偿量，对所述配电网进行无功就地补偿的过程，包括：切除所述配电网中与所述无功就地补偿量大小相一致的无功电容量。优选的，所述对所述配电网进行逆调压处理的过程，包括：对所述配电网进行潮流计算，然后根据潮流计算后馈线首端节点的节点电压，采取调节主变档位的方式，对所述配电网进行逆调压处理。优选的，在对所述配电网进行潮流计算后，若所述配电网的无功负载程度大于第三预设阈值，则计算当前主变变比的所需调节增量，然后根据所述所需调节增量，以提升主变档位的调压方式对所述配电网进行升压处理；其中，所述所需调节增量的计算公式为：kaim=min{Δk0×round(V1+ΔVlowerSVk×Δk0),kmax}ΔVlower=min{GVlower,Vmax-V1}Δk=kaim-k;]]>式中，kaim表示当前理想的主变变比，Δk0表示主变变比的单位极差，round(*)表示四舍五入圆整函数，V1表示所述配电网的馈线首端节点的节点电压，k表示主变变比的当前值，SVk表示所述馈线首端节点的节点电压V1对所述主变变比的当前值k的灵敏度系数，kmax表示主变变比的上限值，GVlower表示当前所述配电网的所有节点中节点电压超越电压下限的最大偏移量，Δk表示所述所需调节增量。优选的，在对所述配电网进行潮流计算后，若所述配电网的无功负载程度小于或等于第四预设阈值，则计算当前主变变比的所需调节减量，然后根据所述所需调节减量，以降低主变档位的调压方式对所述配电网进行降压处理；其中，所述所需调节减量的计算公式为：kaim=min{Δk0×round(V1-ΔVupperSVk×Δk0),kmin}ΔVupper=min{GVupper,V1-Vmin}Δk=k-kaim;]]>式中，kaim表示当前理想的主变变比，Δk0表示主变变比的单位极差，round(*)表示四舍五入圆整函数，V1表示所述配电网的馈线首端节点的节点电压，k表示主变变比的当前值，SVk表示所述馈线首端节点的节点电压V1对所述主变变比的当前值k的灵敏度系数，kmin表示主变变比的下限值，GVupper表示当前所述配电网的所有节点中节点电压超越电压上限的最大偏移量，Δk表示所述所需调节减量。本发明还公开了一种配电网电压调节系统，包括：补偿量计算模块，用于当配电网出现故障后，计算相应的无功就地补偿量；无功就地补偿设备，用于根据所述无功就地补偿量，对所述配电网进行无功就地补偿；逆调压设备，用于当所述配电网无功就地补偿平衡后，则对所述配电网进行逆调压处理，以使所述配电网中全部节点的节点电压恢复正常水平。本发明中，配电网电压调节方法包括：当配电网出现故障后，计算相应的无功就地补偿量；根据无功就地补偿量，对配电网进行无功就地补偿；当配电网无功就地补偿平衡后，则对配电网进行逆调压处理，以使配电网中全部节点的节点电压恢复正常水平。可见，本发明在配电网出现故障后，便利用计算得到的无功就地补偿量对配电网进行无功就地补偿，直到配电网无功就地补偿平衡后，便对配电网进行逆调压处理，从而能够使配电网中全部节点的节点电压恢复正常水平，由此实现了在配电网出现故障后对配电网进行电压调节的目的。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本发明实施例公开的一种配电网电压调节方法流程图；图2为本发明实施例公开的一种配电网电压调节系统结构示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例公开了一种配电网电压调节方法，参见图1所示，该方法包括：步骤S11：当配电网出现故障后，计算相应的无功就地补偿量。步骤S12：根据无功就地补偿量，对配电网进行无功就地补偿。步骤S13：当配电网无功就地补偿平衡后，则对配电网进行逆调压处理，以使配电网中全部节点的节点电压恢复正常水平。本发明实施例中，配电网电压调节方法包括：当配电网出现故障后，计算相应的无功就地补偿量；根据无功就地补偿量，对配电网进行无功就地补偿；当配电网无功就地补偿平衡后，则对配电网进行逆调压处理，以使配电网中全部节点的节点电压恢复正常水平。可见，本发明实施例在配电网出现故障后，便利用计算得到的无功就地补偿量对配电网进行无功就地补偿，直到配电网无功就地补偿平衡后，便对配电网进行逆调压处理，从而能够使配电网中全部节点的节点电压恢复正常水平，由此实现了在配电网出现故障后对配电网进行电压调节的目的。本发明实施例公开了一种具体的配电网电压调节方法，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。具体的：在上一实施例步骤S11之前，还包括：确定配电网的无功负载程度。本发明实施例中，可以通过以下式子来确定配电网的无功负载程度：βAi=Σj=1nlΔQRj/Σj=1nlΔQCj;]]>式中，Ai表示配电网中的分区，nl表示Ai分区中的线路条数，ΔQRj表示Ai分区中第j条线路的电抗中消耗的无功功率，ΔQCj表示Ai分区中第j条线路的电纳中产生的无功功率，的大小反映出线路的无功负载程度。当配电网的无功负载程度大于第一预设阈值，则计算无功就地补偿量的计算公式为：式中，ΔQc表示无功就地补偿量；Qc,aim表示理想无功补偿量；round(*)表示四舍五入圆整函数；Q1表示配电网的馈线首端节点向配电网注入的无功量；P1表示馈线首端节点注入的有功功率；表示理想功率因素；Qc表示配电网中已投入的无功补偿量；Qc,max表示配电网中可投入的无功补偿量的上限值。需要说明的是，当配电网的无功负载程度大于上述第一预设阈值，意味着此时配电网的无功负载程度比较重，其中，可根据人为经验值对上述第一预设阈值进行设定，在此不对其进行具体限定。相应的，在配电网的无功负载程度大于第一预设阈值的情况下，根据无功就地补偿量，对配电网进行无功就地补偿的过程，具体包括：向配电网投入与无功就地补偿量大小相一致的无功电容量。另外，本实施例中，配电网的馈线首端节点向配电网注入的无功量Q1的求解公式包括下面的目标函数和目标函数minFAi,1=Σj=1nG|αG,j|minFAi,2=Ploss]]>并且，上述两个目标函数需满足如下约束条件：其中，nG为分区Ai内PV型分布式电源的个数；αG,j为分区Ai内第j个PV型分布式电源的无功不平衡度；Ploss为分区Ai内有功网损；PG,i和QG,i分别为分区Ai内第i个发电机节点的有功和无功出力；PD,i和QD,i分别为分区Ai内第i个节点的有功和无功负荷；Pi和Qi分别为分区Ai内第i个节点的注入有功和无功；Qcr,i为分区Ai内第i个无功补偿节点的无功补偿量量；Nb为系统节点个数；QG,t为分区Ai内第t个PV型分布式电源输出无功；和QG分别为分区Ai内PV型分布式电源的无功出力最大值和最小值；和Qcr分别为分区Ai内配变低压侧无功补偿柜补偿电容的最大值和最小值；VG,t为分区Ai内第t个PV型分布式电源的机端电压，和VG为分区Ai内PV型分布式电源的极端电压最大值和最小值。本实施例通过利用上述约束条件，可以对上述目标函数和目标函数进行求解，从而得到配电网的馈线首端节点向配电网注入的无功量Q1和馈线首端节点的节点电压V1。进一步的，当配电网的无功负载程度小于或等于第二预设阈值，则计算无功就地补偿量的计算公式为：式中，ΔQc表示无功就地补偿量；Qc,aim表示理想无功补偿量；round(*)表示四舍五入圆整函数；Q1表示配电网的馈线首端节点向配电网注入的无功量；P1表示馈线首端节点注入的有功功率；表示理想功率因素；Qc表示配电网中已投入的无功补偿量；Qc,min表示配电网中可投入的无功补偿量的下限值。需要说明的是，当配电网的无功负载程度小于或等于上述第二预设阈值，则意味着此时配电网的无功负载程度比较轻。本实施例中，可根据人为经验值对上述第二预设阈值进行设定，其中，上述第一预设阈值与上述第二预设阈值可为相同的数值。相应的，在配电网的无功负载程度小于或等于第二预设阈值的情况下，根据无功就地补偿量，对配电网进行无功就地补偿的过程，具体包括：切除配电网中与无功就地补偿量大小相一致的无功电容量。进一步的，上一实施例步骤S12中，对配电网进行逆调压处理的过程，具体包括：对配电网进行潮流计算，然后根据潮流计算后馈线首端节点的节点电压，采取调节主变档位的方式，对配电网进行逆调压处理。其中，在上述对配电网进行潮流计算的过程之后，若配电网的无功负载程度大于第三预设阈值，则计算当前主变变比的所需调节增量，然后根据所需调节增量，以提升主变档位的调压方式对配电网进行升压处理；其中，所需调节增量的计算公式为：kaim=min{Δk0×round(V1+ΔVlowerSVk×Δk0),kmax}ΔVlower=min{GVlower,Vmax-V1}Δk=kaim-k;]]>式中，kaim表示当前理想的主变变比，Δk0表示主变变比的单位极差，round(*)表示四舍五入圆整函数，V1表示配电网的馈线首端节点的节点电压，k表示主变变比的当前值，SVk表示馈线首端节点的节点电压V1对主变变比的当前值k的灵敏度系数，kmax表示主变变比的上限值，GVlower表示当前配电网的所有节点中节点电压超越电压下限的最大偏移量，Δk表示所需调节增量。需要说明的是，在上述对配电网进行潮流计算的过程之后，若配电网的无功负载程度大于上述第三预设阈值，则意味着当前配电网的无功负载程度相对较重，其中，可根据人为经验值对上述第三预设阈值进行设定，在此不对其进行具体限定。另外，在上述对配电网进行潮流计算的过程之后，若配电网的无功负载程度小于或等于第四预设阈值，则计算当前主变变比的所需调节减量，然后根据所需调节减量，以降低主变档位的调压方式对配电网进行降压处理；其中，所需调节减量的计算公式为：kaim=min{Δk0×round(V1-ΔVupperSVk×Δk0),kmin}ΔVupper=min{GVupper,V1-Vmin}Δk=k-kaim;]]>式中，kaim表示当前理想的主变变比，Δk0表示主变变比的单位极差，round(*)表示四舍五入圆整函数，V1表示配电网的馈线首端节点的节点电压，k表示主变变比的当前值，SVk表示馈线首端节点的节点电压V1对主变变比的当前值k的灵敏度系数，kmin表示主变变比的下限值，GVupper表示当前配电网的所有节点中节点电压超越电压上限的最大偏移量，Δk表示所需调节减量。需要说明的是，在上述对配电网进行潮流计算的过程之后，若配电网的无功负载程度小于或等于上述第四预设阈值，则意味着当前配电网的无功负载程度相对较轻，其中，可根据人为经验值对上述第四预设阈值进行设定，在此不对其进行具体限定。相应的，本发明实施例还公开了一种配电网电压调节系统，参见图2所示，该系统包括：补偿量计算模块21，用于当配电网出现故障后，计算相应的无功就地补偿量；无功就地补偿设备22，用于根据无功就地补偿量，对配电网进行无功就地补偿；逆调压设备23，用于当配电网无功就地补偿平衡后，则对配电网进行逆调压处理，以使配电网中全部节点的节点电压恢复正常水平。关于上述补偿量计算模块21、无功就地补偿设备22和逆调压设备23的具体工作过程可参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。可见，本发明实施例在配电网出现故障后，便利用计算得到的无功就地补偿量对配电网进行无功就地补偿，直到配电网无功就地补偿平衡后，便对配电网进行逆调压处理，从而能够使配电网中全部节点的节点电压恢复正常水平，由此实现了在配电网出现故障后对配电网进行电压调节的目的。最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。以上对本发明所提供的一种配电网电压调节方法及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。当前第1页1 2 3