一种改善配电网络电压骤降的方法及装置与流程

本发明属于配电网
技术领域：
，具体涉及一种采用串联电容器改善配电网络电压骤降的方法及装置。
背景技术：
：随着经济的发展和高科技设备的广泛应用，用户对电能质量的要求越来越高。在配电网络中，感应电动机在启动过程中由于定子侧电流可达到额定电流的4～7倍，因此会在配电网络中引起较大的电压降落，导致用户端电压骤降。特别是对于大功率感应电动机，在启动过程中电压骤降得程度更为明显。对于一些网架薄弱、线径小，且供电半径大、线路带有多台大容量的感应电动机或变化迅速的工业负荷的配电网络，各用户端电压骤降问题更为严重。电压骤降对配电网络中每个用户都会造成不同程度的影响，这些影响也影响了供电系统的电能质量，因此，研究减少配电网络电压骤降的问题，对改善配电网络的电能质量具有十分重要的意义。现有技术中提供了一种改善配电线路电压骤降的方法，该方法主要研究的是一台50Hz/400V/400kVA电动机位于一条10kV/LGJ-120/15km线路末端的电压骤降情况，分别在该线路实验没有加入和加入一个串联电容器两种情况，并通过比较邻边分接点处在不同时刻启动电动机、投入额定负载和断开电动机过程中的电压幅值变化，来说明电压骤降的程度。该方法的主要缺点是：①该方法没有考虑感应电动机起动对含有多条线路的配电网络电压骤降的影响。②该方法没有考虑实际配电网络中静态负荷和多台感应电动机叠加起动时对配电网络电压骤降的影响。③该方法没有考虑变压器分接头对串联电容器改善配电网络电压骤降作用的影响。因此该方法不能充分反映实际配电网络中串联电容器改善感应电动机起动引起配电网络电压骤降的情况，不能有效地利用串联电容器改善配电网络中用户的电压质量。技术实现要素：本申请提供了一种改善配电网络电压骤降的方法及装置，以改善网络中用户的电压质量。为解决上述技术问题，本申请具体公开技术方案内容如下：第一方面，提供了一种改善配电网络电压骤降的方法，该方法包括：建立两个配电网络模型，其中一个配电网络模型中的预设线路的末端设置有串联电容器，在每个配电网络模型中均包括静态负荷元件和感应电动机元件，且公用变压器所接的负荷为静态负荷元件，专用变压器所接的负荷由所述静态负荷元件和感应电动机元件组合构成；首先将已知配电网络中公用变压器所接负荷定义为静态负荷；将专用变压器所接负荷定义为由静态负荷和感应电动机负荷构成的综合负荷。其次再根据已知配电网络的接线图、拟装设串联电容器的线路、变压器分接头位置和设备类型，选取三相理想电压源元件、电阻元件、电抗元件、电容器元件、变压器元件、接地元件、静态负荷元件和感应电动机元件等。其中，公用变压器所接负荷选用静态负荷元件，专用变压器所接负荷选用静定负荷元件和感应电动机元件组合构成。分别搭建所述配电网络没有装设串联电容器和装设串联电容器时的仿真模型系统。分别为每个所述配电网络模型配置目标参数，所述目标参数包括：变电站变压器变比；所述目标参数还包括节点编号，三相理想电压源电压、三相理想电压源中性点是否接地，变电站变压器台数、变电站变压器额定容量、变电站变压器一次绕组接线方式、变电站变压器二次绕组接线方式，线路编号、线路首末节点编号、线路电阻、线路电抗，串联电容器的容抗，配电变压器编号、配电变压器额定容量、配电变压器变比、配电变压器一次绕组接线方式、配电变压器二次绕组接线方式等相关参数。根据所述目标参数确定每个配电网络模型中的各个负荷节点的电压骤降幅值和电压跳升幅值；通过所述电压骤降幅值和电压跳升幅值确定所述串联电容器改善配电网络电压质量的效果。进一步地，根据所述目标参数确定每个配电网络模型中的各个负荷节点的电压骤降幅值和电压跳升幅值包括：确定未设置有所述串联电容器的配电网络模型的第一时间参数；具体过程包括：首先设置仿真时间和静态负荷接入配电网络的时间，并通过断路器元件设置接入综合负荷的时间，以及根据时间逻辑元件设置模式转换的时刻，对未设置所述串联电容器的配电网络模型进行仿真测试，测试结束后记录各个元件的节点电压，并根据记录的各个节点电压在综合负荷感应电动机起动过程结束进入稳态运行时刻的最大时间，进而得到感应电动机启动的时间，以及在仿真测试过程中断开综合负荷的时间。根据所述第一时间参数确定设置有串联电容器的配电网络模型的第二时间参数；具体可通过第一时间参数获得：静态负荷接入配电网络的时间，综合负荷接入配电网络的时间，综合负荷中的感应电动机由速度控制模式切换到转矩控制模式时间，综合负荷断开时间，以及所述第二时间。根据所述第一时间参数和第二时间参数确定每个所述配电网络模型中负荷节点在各个时间段的电压幅值。进一步地，根据所述第一时间参数和第二时间参数确定每个所述配电网络模型中负荷节点在各个时间段的电压幅值具体包括如下步骤：分别对每个所述配电网络模型进行仿真测试；测试后记录每个所述配电网络模型的各个负荷节点电压；在所述仿真测试过程中，确定各负荷节点接入综合负荷前的稳态电压幅值、最低电压幅值、断开综合负荷前的稳态电压幅值和断开综合负荷后的稳态电压幅值；所述综合负荷由静态负荷和感应电动机负荷构成。进一步地，通过所述电压骤降幅值和电压跳升幅值确定所述串联电容器改善配电网络电压质量的效果包括：通过所述电压骤降幅值和电压跳升幅值计算各个负荷节点的电压骤降减小幅度指标和电压跳升减小幅度指标；根据所述各个负荷节点的电压骤降减小幅度指标和电压跳升减小幅度指标确定所述串联电容器改善配电网络电压质量的效果。进一步地，根据所述各个负荷节点的电压骤降减小幅度指标和电压跳升减小幅度指标确定所述串联电容器改善配电网络电压质量的效果包括：先用各负荷节点接入综合负荷前的稳态电压幅值减去最低电压幅值得到各负荷节点的电压骤降幅值；以及，用各负荷节点断开综合负荷后的稳态电压幅值减去断开综合负荷前的稳态电压幅值得到各负荷节点的电压跳升幅值。再采用如下公式分别计算改善后配电网络的电压骤降减小幅度指标和电压跳升减小幅度指标；α=Σi∈ΩΔUi,C,down*Σi∈ΩUi,down*×100%]]>β=Σi∈ΩΔUi,C,up*Σi∈ΩUi,up*×100%]]>其中，α表示改善后配电网络的电压骤降减小幅度指标，β表示改善后配电网络的电压跳升减小幅度指标，表示负荷节点i的电压骤降减小幅度标幺值，表示未设置有串联电容器的配电网络的负荷节点i的电压骤降幅值标幺值，表示负荷节点i的电压跳升减小幅度标幺值，表示未设置有串联电容器的配电网络的负荷节点i的电压跳升幅值标幺值；根据α和β，确定所述改善配电网络电压质量的效果。具体的表现为：配电网络的电压骤降减小幅度和电压跳升减小幅度的值越大，表明安装串联电容器减小配电网络的电压骤降幅值和电压跳升幅值越大，串联电容器改善配电网络电压质量的效果越好。本申请提出一种采用串联电容器改善配电网络电压骤降的方法，该方法具有在采用串联电容器改善配电网络电压骤降时，计及配电网络中的静态负荷、多台感应电动机叠加起动和变压器分接头的作用等特点，从而为制定运用串联电容器改善配电网络电压骤降的决策方案提供科学依据，能有效改善配电网络的电压质量。第二方面，提供了一种改善配电网络电压骤降的装置，装置包括：建模单元，用于建立两个配电网络模型，其中一个配电网络模型中的预设线路的末端设置有串联电容器，在每个配电网络模型中均包括静态负荷元件和感应电动机元件，且公用变压器所接的负荷为静态负荷元件，专用变压器所接的负荷由所述静态负荷元件和感应电动机元件组合构成；配置单元，用于分别为每个所述配电网络模型配置目标参数，所述目标参数包括：变电站变压器变比；计算单元，用于根据所述目标参数确定每个配电网络模型中的各个负荷节点的电压骤降幅值和电压跳升幅值；确定单元，用于通过所述电压骤降幅值和电压跳升幅值确定所述串联电容器改善配电网络电压质量的效果。进一步地，所述确定单元包括：第一时间参数确定单元，用于确定未设置有所述串联电容器的配电网络模型的第一时间参数；第二时间参数确定单元，用于根据所述第一时间参数确定设置有串联电容器的配电网络模型的第二时间参数；电压幅值确定单元，用于根据所述第一时间参数和第二时间参数确定每个所述配电网络模型中负荷节点在各个时间段的电压幅值。进一步地，所述电压幅值确定单元具体用于：分别对每个所述配电网络模型进行仿真测试；测试后记录每个所述配电网络模型的各个负荷节点电压；在所述仿真测试过程中，确定各负荷节点接入综合负荷前的稳态电压幅值、最低电压幅值、断开综合负荷前的稳态电压幅值和断开综合负荷后的稳态电压幅值；所述综合负荷由静态负荷和感应电动机负荷构成。进一步地，所述确定单元具体用于：通过所述电压骤降幅值和电压跳升幅值计算各个负荷节点的电压骤降减小幅度指标和电压跳升减小幅度指标；根据所述各个负荷节点的电压骤降减小幅度指标和电压跳升减小幅度指标确定所述串联电容器改善配电网络电压质量的效果。进一步地，其特征在于，所述确定单元采用如下公式分别计算改善后配电网络的电压骤降减小幅度指标和电压跳升减小幅度指标；α=Σi∈ΩΔUi,C,down*Σi∈ΩUi,down*×100%]]>β=Σi∈ΩΔUi,C,up*Σi∈ΩUi,up*×100%]]>其中，α表示改善后配电网络的电压骤降减小幅度指标，β表示改善后配电网络的电压跳升减小幅度指标，表示负荷节点i的电压骤降减小幅度标幺值，表示未设置有串联电容器的配电网络的负荷节点i的电压骤降幅值标幺值，表示负荷节点i的电压跳升减小幅度标幺值，表示未设置有串联电容器的配电网络的负荷节点i的电压跳升幅值标幺值；所述确定单元，还用于根据α和β确定所述改善配电网络电压质量的效果。第三方面，还提供了一种计算机存储介质，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时执行可包括本发明提供一种改善配电网络电压骤降的方法及装置的各实现方式中的部分或全部步骤。本申请提供一种改善配电网络电压骤降的方法及装置，包括以下有益效果：通过在建立配电网络模型时，增设静态负荷元件和多台感应电动机，使得在仿真模拟过程中计及实际配电网络中静态负荷和多台感应电动机叠加起动时对配电网络电压骤降的影响，并且还能够反映感应电动机起动对配电网络电压骤降的影响，进而能准确地反映配电网络的实际情况。此外，本申请的技术方案通过在配置目标参数时，加入变电站变压器变比参数，由于变压器变比能够反映变电器分接头的组合，所以使得通过上述实施例的方法计及了变压器分接头对改善配电网络电压骤降的影响，从而能够更进一步地反映实际配电网络情况，提高了仿真测试的准确性。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本申请实施例提供的一种改善配电网络电压骤降的方法的流程示意图；图2是本申请实施例提供的一种配电网络系统的接线图；图3是本申请实施例提供的一种确定配电网络各个负荷节点的电压骤降幅值和电压跳升幅值的流程示意图；图4是本申请实施例提供的配电网络中未设置和设置串联电容器时节点14的电压变化曲线示意图；图5是本申请实施例提供的一种改善配电网络电压骤降装置的结构框图；图6是本申请实施例提供的一种确定单元的结构框图；其中，图2中，1～19表示为一个实施例中配电网络的节点编号，(1)～(7)表示为该配电网络的线路编号，①～⑩表示为网络的配电变压器编号，表示配电网络的变电站变压器，表示公用配电变压器，表示专用配电变压器，表示配电线路，表示静态负荷，表示综合负荷。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。本申请目的是针对现有的改善配电线路电压骤降方法的不足，提出一种采用串联电容器改善配电网络电压骤降的方法，该方法具有在采用串联电容器改善配电网络电压骤降时，由于计及配电网络中的静态负荷、多台感应电动机叠加起动和变压器分接头的作用等特点，从而为制定运用串联电容器改善配电网络电压骤降的决策方案提供科学依据，进而能够有效地改善配电网络的电压质量。实现本申请的技术方案主要是：利用计算机，通过PSCAD/EMTDC仿真软件，先分别搭建没有装设和装设串联电容器的配电网络仿真系统，再输入所搭建的配电网络仿真系统的参数，然后通过对没有装设和装设串联电容器的配电网络仿真系统的仿真，确定配电网络各负荷节点的电压骤降幅值和电压跳升幅值，最后确定串联电容器改善配电网络电压质量的效果。所述方法具体步骤如下：如图1所示，步骤110：建立两个配电网络模型，其中一个配电网络模型中的预设线路的末端设置有串联电容器，所述预设线路末端是指配电网络模型中的某一条线路的末端，在每个配电网络模型中均包括静态负荷元件和感应电动机元件，且公用变压器所接的负荷为静态负荷元件，专用变压器所接的负荷由所述静态负荷元件和感应电动机元件组合构成。步骤110中首先，将已知配电网络中公用变压器所接负荷定义为静态负荷；专用变压器所接负荷定义为由静态负荷和感应电动机负荷构成的综合负荷。再根据已知配电网络的接线图、拟装设串联电容器的线路、变压器分接头位置和设备类型。选取PSCAD/EMTDC仿真软件的三相理想电压源元件、电阻元件、电抗元件、电容器元件、变压器元件、接地元件、静态负荷元件和感应电动机元件。其中公用变压器所接负荷选用静态负荷元件，专用变压器所接负荷选用静定负荷元件和感应电动机元件组合构成。然后，按照常规的PSCAD/EMTDC添加元件和组合元件的方法，分别搭建所述配电网络没有装设串联电容器和装设串联电容器时的PSCAD/EMTDC仿真系统。其中，对装设串联电容器的配电网络仿真系统，串联电容器装设在拟装设串联电容器的线路阻抗末端。最后在所搭建的配电网络仿真系统模型中，分别对各负荷节点加装断路器元件、万用表元件和图形显示元件，对各综合负荷节点设置时间逻辑元件。以图2的配电网络为例，说明分别搭建没有设置和设置有串联电容器的配电网络仿真系统。在图2所示的配电网中，配电变压器①、③、④、⑥、⑧和⑨为公用配电变压器，所接负荷选用静态负荷元件，配电变压器②、⑤、⑦和⑩为专用配电变压器，所接负荷选用静态负荷元件和感应电动机元件组合构成；其他设备选取PSCAD/EMTDC仿真软件的三相理想电压源元件、电阻元件、电抗元件、电容器元件、变压器元件、接地元件。然后按照常规的PSCAD/EMTDC添加元件和组合元件的方法，分别搭建图2配电网络没有装设和装设串联电容器时的PSCAD/EMTDC仿真系统。其中对装设串联电容器的配电网络仿真系统，串联电容器装设在线路(4)的阻抗末端。最后在所搭建的配电网络仿真系统中，对各负荷节点加装断路器元件、万用表元件和图形显示元件，对综合负荷节点5、10、14和19设置时间逻辑元件。步骤120：分别为每个所述配电网络模型配置目标参数，所述目标参数包括：变电站变压器变比；对步骤110所建立的配电网络模型中输入目标参数，所述目标参数除变电站变压器变比之外，还包括：各个节点编号，三相理想电压源电压、三相理想电压源中性点是否接地，变电站变压器台数、变电站变压器额定容量、变电站变压器一次绕组接线方式、变电站变压器二次绕组接线方式，线路编号、线路首末节点编号、线路电阻、线路电抗，串联电容器的容抗，配电变压器编号、配电变压器额定容量、配电变压器变比、配电变压器一次绕组接线方式、配电变压器二次绕组接线方式，静态负荷额定相电压、静态负荷额定有功功率、静态负荷额定无功功率、静态负荷有功功率随电压变化的常数、静态负荷有功功率随频率变化的常数、静态负荷无功功率随电压变化的常数、静态负荷无功功率随频率变化的常数，感应电动机数据生成模式、感应电动机额定相电压、感应电动机额定功率、感应电动机额定相电流、感应电动机速度控制模式下的速度标幺值。在图2的实施例中，1～19表示为配电网络的节点编号，配置目标参数具体为：三相理想电压源电压为35kV、三相理想电压源中性点不接地，变电站变压器台数为2台、变电站变压器额定容量为3.15MVA、变电站变压器变比为35±3×2.5％/11kV、变电站变压器一次绕组为Y连接方式、变电站变压器二次绕组为Y连接方式，线路编号、线路首末节点编号、线路电阻和线路电抗如表1所示，串联电容器的容抗为7Ω，配电变压器编号和配电变压器额定容量如表2所示、配电变压器变比为10kV/0.4kV、配电变压器一次绕组为Y连接方式、配电变压器二次绕组为yn0连接方式，节点2的额定相电压为5.77kV、其余负荷节点的额定相电压为0.22kV、节点2的单相静态负荷有功功率和无功功率分别为783kW和334kvar、其余节点的单相静态负荷有功功率和无功功率如表2所示，静态负荷有功功率随电压变化的常数、静态负荷有功功率随频率变化的常数、静态负荷无功功率随电压变化的常数和静态负荷无功功率随频率变化的常数均为0，感应电动机数据生成模式为典型模式、感应电动机额定相电压为0.22kV、感应电动机额定功率和额定相电流如表2所示、感应电动机速度控制模式下的速度标幺值为0.9。按照所述配电网络仿真系统的参数对第(1)步搭建的没有装设和装设串联电容器的配电网络仿真系统分别输入每个元件的参数，其中变电站变压器的变比选为35+2.5％/11kV。表1为图2所示的配电网络的线路数据线路编号首节点编号末节点编号线路电阻(Ω)线路电抗(Ω)1230.9450.5522361.2600.7363683.0941.29246112.9121.216511134.3681.824611154.0041.672715173.8221.596表2为图2所示的配电网络的配电变压器额定容量和负荷数据步骤130：根据所述目标参数确定每个配电网络模型中的各个负荷节点的电压骤降幅值和电压跳升幅值；其中，如图3所示为步骤130的一种实现方式的流程图，具体地，步骤130包括：步骤1301：确定未设置有所述串联电容器的配电网络模型的第一时间参数，即确定没有装设串联电容器的配电网络仿真模型系统的时间参数。首先设置仿真时间为60秒，静态负荷0秒接入配电网络，通过断路器元件设置T11秒接入综合负荷，通过时间逻辑元件设置T1+0.5秒时，将综合负荷中的感应电动机由速度控制模式切换到转矩控制模式。再点击PSCAD/EMTDC软件的仿真开始按钮，对没有装设串联电容器的配电网络仿真模型系统进行仿真，记录各图形显示元件上的节点电压。在仿真结束后，根据图形显示元件记录的各负荷节点电压得到在综合负荷感应电动机起动过程结束进入稳态运行时刻的最大时间，将其向上取整后得到感应电动机起动时间tmax。然后确定仿真过程中断开综合负荷的时间Td，当tmax＜10s时，Td＝10s；否则，Td＝tmax+6s。最后将Td+5s作为仿真时间Ts，即Ts＝Td+5s。以图2所示的配电网络为例，步骤130包括：首先设置仿真时间为60秒，静态负荷0秒接入配电网络，设置断路器元件接入综合负荷的时间T1＝1s，设置时间逻辑元件在第1.5s时将综合负荷中的感应电动机由速度控制模式切换到转矩控制模式。再点击PSCAD/EMTDC软件的仿真开始按钮对没有装设串联电容器的配电网络仿真系统进行仿真。仿真结束后，根据图形显示元件记录的各负荷节点电压得到在综合负荷感应电动机起动过程结束进入稳态运行时刻的时间如表3所示。表3为图2所示的配电网络中各个感应电动机启动完成时刻统计表将表3中感应电动机起动结束时刻的最大时间2.525s向上取整后得到感应电动机起动时间为Tmax＝3s。最后确定仿真测试过程中断开综合负荷的时间Td为10s，仿真测试的第一时间参数Ts为15s。步骤1302：根据所述第一时间参数确定设置有串联电容器的配电网络模型的第二时间参数；根据步骤1301中确定的时间参数设置所搭建的配电网络仿真系统的时间参数为：静态负荷接入配电网络的时间为0秒，综合负荷接入配电网络的时间为T1s，综合负荷中的感应电动机由速度控制模式切换到转矩控制模式时间为T1+0.5s，综合负荷断开时间为Tds，第二时间参数为Ts秒。以图2的配电网络为例，说明设置所搭建的配电网络仿真系统的时间参数。根据步骤1301确定的时间参数结果设置配电网络仿真系统的时间参数为：静态负荷接入配电网络的时间为0秒，综合负荷接入配电网络的时间为1秒，在第1.5秒将综合负荷中的感应电动机由速度控制模式切换到转矩控制模式，在第10秒断开所有综合负荷，仿真时间为15秒。步骤1303：根据所述第一时间参数和第二时间参数确定每个所述配电网络模型中负荷节点在各个时间段的电压幅值。在步骤1302完成后，先定义各负荷节点接入综合负荷前的稳态电压幅值为启动仿真过程后第0.3秒到第T1秒时间段的稳态平均电压幅值；各负荷节点断开综合负荷前的稳态电压幅值为综合负荷感应电动机完成起动之后第tmax+1秒到第10秒时间段的平均电压幅值；各负荷节点断开综合负荷后的稳态电压幅值为断开综合负荷后第Td+1秒到第15秒仿真结束时间段的平均电压幅值。再通过对没有装设和装设串联电容器的配电网络仿真系统的仿真，确定配电网络各负荷节点的电压骤降幅值和电压跳升幅值。具体步骤如下：首先，对没有装设串联电容器的配电网络仿真系统，点击仿真开始按钮进行仿真，直到仿真过程结束。其次，对装设串联电容器的配电网络仿真系统，点击仿真开始按钮进行仿真，直到仿真过程结束。最后，根据每个图形显示元件上记录的各负荷节点电压，确定仿真过程中各负荷节点接入综合负荷前的稳态电压幅值、最低电压幅值、断开综合负荷前的稳态电压幅值和断开综合负荷后的稳态电压幅值。以图2的配电网络为例，说明确定所搭建的配电网络中负荷节点在各时间段的电压幅值。分别对没有装设串联电容器和装设串联电容器的配电网络仿真系统，点击仿真开始按钮进行仿真。在仿真结束后，根据每个图形显示元件上记录的负荷节点电压，得到仿真过程中各负荷节点接入综合负荷前的稳态电压幅值、最低电压幅值、断开综合负荷前的稳态电压幅值如表4所示，得到的断开综合负荷后的稳态电压幅值与接入综合负荷前的稳态电压幅值相同。图2配电网没有装设和装设串联电容器时节点14的电压变化曲线如图4所示，其余节点的电压变化曲线与此类似。图4中：横坐标为时间，单位为秒。纵坐标为电压幅值标幺值。表4为图2所示的配电网络负荷节点在各时间段的电压幅值(p.u.)步骤140：通过所述电压骤降幅值和电压跳升幅值确定所述串联电容器改善配电网络电压质量的效果。即根据步骤130中得到的没有装设和装设串联电容器的配电网络负荷节点在各时间段的电压幅值，确定串联电容器改善配电网络电压质量的效果。具体地，步骤140包括：步骤1401：确定串联电容器改善配电网络各负荷节点电压质量的效果。根据步骤130获取的数据，先用各负荷节点接入综合负荷前的稳态电压幅值减去最低电压幅值得到各负荷节点的电压骤降幅值；用各负荷节点断开综合负荷后的稳态电压幅值减去断开综合负荷前的稳态电压幅值得到各负荷节点的电压跳升幅值。再用公式(1)和(2)计算各负荷节点的电压骤降减小幅度指标和电压跳升减小幅度指标。其中，公式(1)为公式(2)为上述公式(1)和(2)中：ΔUi,C,down和ΔUi,C,up分别表示为负荷节点i的电压骤降减小幅度百分数和电压跳升减小幅度百分数，或者称为各负荷节点的电压骤降减小幅度指标和电压跳升减小幅度指标；和分别表示为没有装设串联电容器配电网络的负荷节点i的电压骤降幅值标幺值和电压跳升幅值标幺值；和分别表示为装设串联电容器配电网络的负荷节点i的电压骤降幅值标幺值和电压跳升幅值标幺值。然后用各负荷节点的电压骤降减小幅度指标和电压跳升减小幅度指标确定串联电容器改善配电网络各负荷节点电压质量的效果。当ΔUi,C,down＞0时，各负荷节点的电压骤降减小幅度指标越大，表明安装串联电容器越能够有效减小节点i的电压骤降幅值；当ΔUi,C,up＞0时，电压跳升减小幅度指标越大，表明安装串联电容器越能够有效减小节点i的电压跳升幅值。以图2的配电网络为例，说明确定串联电容器改善配电网络各负荷节点电压质量的效果。先通过步骤1302得到的负荷节点在各时间段的电压幅值计算各负荷节点的电压骤降幅值和电压跳升幅值；再用公式(1)和(2)计算各负荷节点的电压骤降减小幅度指标和电压跳升减小幅度指标；计算结果如表5所示。表5图2配电网络各负荷节点的电压骤降幅值和电压跳升幅值(p.u.)，电压骤降减小幅度和电压跳升减小幅度由表5和图2可见，负荷节点2、4、5、7、9、10的电压骤降幅值减小幅度和电压跳升幅值减小幅度很小，表明在线路(4)装设的串联电容器对这些节点电压质量的改善效果很小。负荷节点12、14、16、18和19的电压骤降幅值减小幅度和电压跳升幅值减小幅度较大，分别在3.02％和2.18％以上，表明在线路4装设的串联电容器能够明显改善这些节点电压质量。步骤1402：确定串联电容器改善配电网络电压质量的效果在步骤1401完成后，先定义配电网络的电压骤降减小幅度指标和电压跳升减小幅度指标分别表示为α和β，通过公式(3)和公式(4)表示具体为：公式(3)公式(4)式中：和分别表示为负荷节点i的电压骤降减小幅度标幺值和电压跳升减小幅度标幺值。再用公式(3)和(4)计算配电网络电压骤降减小幅度指标和电压跳升减小幅度指标，确定串联电容器改善配电网络电压质量的效果。配电网络的电压骤降减小幅度和电压跳升减小幅度的值越大，表明安装串联电容器减小配电网络的电压骤降幅值和电压跳升幅值越大，串联电容器改善配电网络电压质量的效果越好。以图2的配电网络为例，说明确定串联电容器改善配电网络电压质量的效果。根据表5没有装设串联电容器时的电压骤降幅值和电压跳升幅值，以及电压骤降减小幅度和电压跳升减小幅度，用公式(3)和(4)得到装设串联电容器时配电网络电压骤降减小幅度指标和电压跳升减小幅度指标分别为14.43％和18.68％。可见，在图2的配电网络安装串联电容器能够有效减小的电压骤降幅值和电压跳升幅值，改善配电网络的电压质量。通过在建立配电网络模型时，增设静态负荷元件和多台感应电动机，使得在仿真模拟过程中计及实际配电网络中静态负荷和多台感应电动机叠加起动时对配电网络电压骤降的影响，并且还能够反映感应电动机起动对配电网络电压骤降的影响，进而能够更好地反映配电网络的实际情况。此外，本申请的技术方案通过在配置目标参数时，加入变电站变压器变比参数，由于变压器变比能够反映变电器分接头的组合，所以使得通过上述实施例的方法计及了变压器分接头对改善配电网络电压骤降的影响，从而能够更进一步地反映实际配电网络情况，提高了仿真测试的准确性。下面提供一个具体的实现实施例：本实施例提供的方法能够考虑实际配电网络中静态负荷和综合负荷变化时感应电动机起动对配电网络电压骤降的影响。对图2所示的配电网络，将表2中各配电变压器的负荷数据增加为表6的负荷数据，其余数据不变。用本发明方法对所述配电网络没有装设串联电容器和装设15Ω串联电容器的配电网络仿真系统进行仿真，得到负荷节点在各时间段的电压幅值如表7所示，各负荷节点的电压骤降幅值和电压跳升幅值，电压骤降减小幅度和电压跳升减小幅度如表8所示。表6为图2所示的配电网络的配电变压器负荷增加后的负荷数据表7图2配电网络的负荷增加后，负荷节点在各时间段的电压幅值(p.u.)表8图2配电网络的负荷增加后，各负荷节点的电压骤降幅值和电压跳升幅值(p.u.)，电压骤降减小幅度和电压跳升减小幅度由表4和表7可见，在没有装设串联电容器的配电网络中，随着负荷的增加，负荷节点在各时间段的电压幅值将下降，感应电动机起动过程中的最低电压由最小值0.8031p.u.下降为0.7476p.u.。配电网络在负荷增加前，表4中装设7Ω串联电容器使断开综合负荷前的稳态电压幅值的最小值为0.9124，在负荷增加后，表7中装设15Ω串联电容器使断开综合负荷前的稳态电压幅值的最小值为0.9136。可见，在保证断开综合负荷前的稳态电压幅值的最小值相差不大的情况下，配电网络装设串联电容器的容抗随着负荷的增加而增大。由表5和表8可见，当负荷增加时，串联电容器使各负荷节点的电压骤降减小幅度和电压跳升减小幅度都不同程度有所增加。例如，负荷节点18和19的电压骤降幅值减小的幅度由表5的3.33％和3.02％增加为表8的6.46％和6.05％；电压跳升减小幅度由表5的2.32％和2.22％增加为表8的5.02％和4.54％。由表8可得配电网络的电压骤降减小幅度和电压跳升减小幅度质量指标分别为24.75％和33.91％，比负荷增加前的14.43％和18.68％增大。这表明尽管负荷越大，改善电压骤降需要的串联电容器容抗会增大，但串联电容器改善电压骤降的效果越明显。本发明方法可以考虑配电网络中多台感应电动机叠加启动的情况。对图2所示配电网络，在将表2的各配电变压器负荷数据改变为表6的负荷数据，其余数据不变基础上，仿真过程中将节点10和14的综合负荷不接入配电网络。在这种情况下，用本发明方法对所述配电网络没有装设串联电容器和装设10Ω串联电容器的配电网络仿真系统进行仿真，得到负荷节点在各时间段的电压幅值如表9所示；各负荷节点的电压骤降幅值和电压跳升幅值，电压骤降减小幅度和电压跳升减小幅度如表10所示。表9为图2所示的配电网络的负荷增加后，节点10和14的综合负荷不接入配电网络时，负荷节点在各时间段的电压幅值(p.u.)表10为图2所示配电网络的负荷增加后，节点10和14的综合负荷不接入配电网络时，各负荷节点的电压骤降幅值和电压跳升幅值(p.u.)，电压骤降减小幅度和电压跳升减小幅度由表7和表9可见，由于节点10和14的综合负荷不接入配电网络，表9中没有装设串联电容器配电网络各负荷节点在感应电动机起动过程中的最低电压和断开综合负荷前的稳态电压幅值相对于表7均有所提高，由表7的0.7507p.u.和0.8090p.u.提高为表9的0.7954p.u.和0.8460p.u.。这使得改善电压骤降的串联电容器容抗由15Ω减小为10Ω。相对于表8，表10中的没有装设串联电容器配电网络各负荷节点的电压骤降幅值和电压跳升幅值有所减小，各负荷节点电压骤降减小幅度和电压跳升减小幅度相应减小也相应减小。例如，负荷节点18和19的电压骤降幅值减小幅度由表8的6.46％和6.05％减小为表10的2.81和2.40％。对应的配电网络的电压骤降减小幅度和电压跳升减小幅度指标由24.75％和33.91％减小为19.63％和23.72％。本发明能够考虑采用串联电容器和变压器分接头组合方式来改善感应电动机起动引起的配电网络电压骤降。在图2所示的配电网络中，将表2的各配电变压器的负荷数据改变为表6的负荷数据后，对没有装设串联电容器，变电站变压器分接头档位分别为0％和－2.5％时的配电网络仿真系统进行仿真，得到负荷节点在各时间段的电压幅值如表11所示。表11为图2所示配电网络的负荷增加后，没有装设串联电容器，变电站变压器分接头档位为0％和－2.5％时，负荷节点在各时间段的电压幅值(p.u.)由表7可见，变电站变压器分接头档位为+2.5％，没有装设串联电容器时，负荷节点12、14、16、18和19在断开综合负荷前的稳态电压幅值低于0.9p.u.，不能满足电压质量的要求。由表11可见，调整变电站变压器分接头档位为0％后，负荷节点16、18和19在断开综合负荷前的稳态电压幅值仍越下限。当变电站变压器分接头档位调整到－2.5％时，对断开综合负荷前的稳态电压幅值，节点2为1.0806p.u.，越上限，负荷节点18和19分别为0.8801p.u.和0.8975p.u.，仍越下限，均不能满足电压质量的要求。因此仅通过调整变电站变压器分接头不能使图2配电网络所有负荷节点的电压满足电压质量的要求。采用本实施例提供的方法，对图2配电网络变电站变压器分接头档位为0％，装设8Ω串联联电容器时的配电网络仿真系统进行仿真，得到负荷节点在各时间段的电压幅值如表12所示。由表11和12可得变压器分接头在0％档时各负荷节点的电压骤降幅值和电压跳升幅值，电压骤降减小幅度和电压跳升减小幅度如表13所示。表12为图2所示配电网络的负荷增加后，变电站变压器分接头档位为0％，装设8Ω串联电容器时，负荷节点在各时间段的电压幅值(p.u.)表13图2配电网络的负荷增加后，变压器分接头档位为0％，装设8Ω串联电容器时，各负荷节点的电压骤降幅值和电压跳升幅值(p.u.)，电压骤降减小幅度和电压跳升减小幅度在表7和表12中，通过分别装设15Ω和8Ω的串联电容器使断开综合负荷前各负荷节点的稳态电压幅值均满足要求，最低电压相差不大，分别为0.9136p.u.和0.9142p.u.。由表13可见，各负荷节点的电压骤降幅值减小幅度和电压跳升幅值减小幅度均小于表8中的对应值。因此，在保证断开综合负荷前各负荷节点的稳态电压幅值合格且基本相同的情况下，通过调节变压器分接头档位，不仅可以减小各负荷节点的电压骤降幅值减小幅度和电压跳升幅值减小幅度，而且可以减小串联电容器的补偿容量。因此，变压器分接头和串联电容器合理配合，具有更好的经济性。从上述实验结果及分析比较知：1.本实验实施例能够在配电网络的负荷变化和多台感应电动机叠加起动时，计及感应电动机起动对配电网络电压骤降的影响，能更好地反映配电网络的实际情况。2.本实验实施例能够通过变电站变压器分接头和串联电容器合理配合来改善配电网电压骤降，具有更好的经济性。在本申请的另一个实施例中，还提供了一种改善配电网络电压骤降的装置500，对应于前述方法的实施例，如图5所示，该装置包括：建模单元501，用于建立两个配电网络模型，其中一个配电网络模型中的预设线路的末端设置有串联电容器，在每个配电网络模型中均包括静态负荷元件和感应电动机元件，且公用变压器所接的负荷为静态负荷元件，专用变压器所接的负荷由所述静态负荷元件和感应电动机元件组合构成；配置单元502，用于分别为每个所述配电网络模型配置目标参数，所述目标参数包括：变电站变压器变比；计算单元503，用于根据所述目标参数确定每个配电网络模型中的各个负荷节点的电压骤降幅值和电压跳升幅值；确定单元504，用于通过所述电压骤降幅值和电压跳升幅值确定所述串联电容器改善配电网络电压质量的效果。进一步地，所述确定单元504包括：第一时间参数确定单元5041，用于确定未设置有所述串联电容器的配电网络模型的第一时间参数；第二时间参数确定单元5042，用于根据所述第一时间参数确定设置有串联电容器的配电网络模型的第二时间参数；电压幅值确定单元5043，用于根据所述第一时间参数和第二时间参数确定每个所述配电网络模型中负荷节点在各个时间段的电压幅值。进一步地，所述电压幅值确定单元5043具体用于：分别对每个所述配电网络模型进行仿真测试；测试后记录每个所述配电网络模型的各个负荷节点电压；在所述仿真测试过程中，确定各负荷节点接入综合负荷前的稳态电压幅值、最低电压幅值、断开综合负荷前的稳态电压幅值和断开综合负荷后的稳态电压幅值；所述综合负荷由静态负荷和感应电动机负荷构成。进一步地，所述确定单元504具体用于：通过所述电压骤降幅值和电压跳升幅值计算各个负荷节点的电压骤降减小幅度指标和电压跳升减小幅度指标；根据所述各个负荷节点的电压骤降减小幅度指标和电压跳升减小幅度指标确定所述串联电容器改善配电网络电压质量的效果。其中，所述确定单元504采用如下公式分别计算改善后配电网络的电压骤降减小幅度指标和电压跳升减小幅度指标；α=Σi∈ΩΔUi,C,down*Σi∈ΩUi,down*×100%]]>β=Σi∈ΩΔUi,C,up*Σi∈ΩUi,up*×100%]]>其中，α表示改善后配电网络的电压骤降减小幅度指标，β表示改善后配电网络的电压跳升减小幅度指标，表示负荷节点i的电压骤降减小幅度标幺值，表示未设置有串联电容器的配电网络的负荷节点i的电压骤降幅值标幺值，表示负荷节点i的电压跳升减小幅度标幺值，表示未设置有串联电容器的配电网络的负荷节点i的电压跳升幅值标幺值；所述确定单元504还用于根据α和β确定所述改善配电网络电压质量的效果。配电网络的电压骤降减小幅度和电压跳升减小幅度的值越大，表明安装串联电容器减小配电网络的电压骤降幅值和电压跳升幅值越大，串联电容器改善配电网络电压质量的效果越好。本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，用于储存为上述改善配电网络电压骤降装置的计算机软件指令，其包含用于执行上述方法实施例所设计的程序。通过执行存储的程序，可以改善配电网络电压质量。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本
技术领域：
中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。当前第1页1 2 3