一种基于电力配电的低压无功精准性补偿方法与流程

本发明涉及低压无功补偿分析，涉及到一种基于电力配电的低压无功精准性补偿方法。

背景技术：

1、在现代工业和民用电力系统中，无功功率因素的补偿是提高电力配电质量的重要手段。无功功率因素是电力系统中一个重要的参数，代表了电能的有效利用程度。尤其是在低压配电网的用户配电过程中，如果负载设备的无功功率因素不正常，将会影响电力系统的电能质量甚至导致设备故障。而且随着用户需求的增加，电网公司会不断扩大配电线路的传输能力，但低压配电网的瓶颈问题依然存在，而无功功率在配电传输中也会造成压力，最终影响低压配电网运行的稳定性和可靠性。因此，为了保证配电线路的正常配电运行，需要对无功功率因素进行精确的补偿。

2、目前低压配电网中，低压无功补偿方法通常采用安装固定式的主动滤波器设备来实现，但是这样仍存在以下缺陷：（1）缺乏对配电线路的电力信息的实时监测功能，难以精确了解配电线路的无功补偿需求，无法精准有效地对配电线路无功补偿效果分析，进一步导致补偿效果难以掌控和优化，进而无法实现对后期配电线路的无功精准性补偿。

3、（2）当前低压无功补偿方法较为单一化和固定化，只能根据事先安装的设备对所处线路执行无功补偿，无法结合配电线路的运行参数等多方面因素制定合理的无功补偿方案，降低配电线路无功补偿设备的响应速度和补偿效果，从而不能提高配电线路无功补偿精准性，无法保证配电线路补偿达到最佳效果，进而影响配电线路补偿效果的精确度，最终影响低压配电网运行的稳定性和可靠性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于电力配电的低压无功精准性补偿方法，解决了背景技术中存在的问题。

2、本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种基于电力配电的低压无功精准性补偿方法，包括如下步骤：步骤一：将目标低压配电站与目标配电用户之间的配电线路作为目标配电线路，实时监测目标配电线路中各节点的电力信息。

3、步骤二：对各节点的电力信息进行解析，分析目标配电线路的无功补偿需求指数，若大于设定的无功补偿需求指数阈值，则执行步骤三，反之则重复步骤一。

4、步骤三：设定监测时间段，获取监测时间段内的电力质量参数和电力负载参数，得到目标配电线路的电力质量影响因子和负载特性影响因子。

5、步骤四：提取低压电网运行模式中各无功补偿方案的策划数据，并结合目标配电线路所处地区的环境信息，分析各无功补偿方案的匹配合理系数。

6、步骤五：筛选匹配合理系数最高的无功补偿方案，并对目标配电线路实施协同补偿。

7、步骤六：监测目标配电线路中各节点在补偿后的电力信息，分析目标配电线路的无功补偿效果指数，并进行反馈。

8、优选地，所述步骤一中目标配电线路中各节点的电力信息包括电流、电压以及功率因数。

9、优选地，所述对各节点的电力信息进行解析，具体为：提取目标配电线路中各节点的电压，将其记为，，为各节点的编号，解析得到目标配电线路对应的配电电压波动系数，其中，式中为预设的配电线路对应电压波动修正因子，为节点总数量。

10、若目标配电线路对应的配电电压波动系数小于设定的配电电压波动系数阈值，则筛选目标配电线路的最大电压作为对应的有效电压，并提取目标配电线路对应最大电压的节点，将其记为参考节点，将目标配电线路对应参考节点的电流和功率因数分别作为对应的有效电流和有效功率因数。

11、反之，则筛选目标配电线路的最大电压和最小电压，筛除最大电压和最小电压对应节点，得到剩余的各节点的电压，并解析得到筛除后的目标配电线路对应的配电电压波动系数，进而重复上述步骤，直至获得目标配电线路的有效电压、有效电流和有效功率因数。

12、优选地，所述分析目标配电线路的无功补偿需求指数，具体包括：将目标配电线路的有效电压、有效电流和有效功率因数分别记为，分析目标配电线路的无功补偿需求指数，式中为设定的无功补偿需求修正因子，为配电数据库中存储的目标配电线路的额定无功功率，为设定的配电线路线损功率允许误差值。

13、优选地，所述目标配电线路的电力质量影响因子和负载特性影响因子获得方式为：以当前监测时间点为界划定设定时长的监测时间段，获取目标配电线路在监测时间段内的电力质量参数和电力负载参数，其中电力质量参数包括供电电压波动指数、电压不平衡指数和谐波污染指数，电力负载参数包括阻抗特性指数和功率因数水平指数。

14、将电力质量参数中供电电压波动指数、电压不平衡指数和谐波污染指数代入电力质量影响因子计算公式，得到目标配电线路的电力质量影响因子。

15、将电力负载参数中阻抗特性指数和功率因数水平指数代入负载特性影响因子计算公式，得到目标配电线路的负载特性影响因子，式中为自然常数，分别为设定的负载阻抗特性影响权重、负载功率因数水平影响权重。

16、优选地，所述目标配电线路在监测时间段内的电力质量参数获取方式为：在目标配电线路的配电输出端布设监测点，监测目标配电线路在监测时间段内各时间点的瞬时三相电压和各阶谐波波形。

17、根据各时间点的瞬时三相电压得到各时间点的三相电压平均值，，为各时间点的编号，解析得到目标配电线路在监测时间段内的供电电压波动指数。

18、将各时间点的瞬时三相电压代入电压不平衡指数解析公式，得到目标配电线路在监测时间段内的电压不平衡指数，式中为第时间点的瞬时三相电压。

19、从各时间点的各阶谐波波形中提取对应电压幅值，将其记为，，为谐波阶数的编号，解析得到目标配电线路在监测时间段内的谐波污染指数，式中为第时间点的基波电压幅值。

20、优选地，所述各无功补偿方案的匹配合理系数分析方式为：从配电数据库中提取低压电网运行模式中各无功补偿方案的策划数据，其中策划数据为参考电力质量影响因子范围、参考负载特性影响因子范围、涉及无功补偿设备的适宜环境信息和额定补偿容量，并结合目标配电线路的电力质量影响因子和负载特性影响因子，分析各无功补偿方案的电力数据匹配合理权重系数，式中为设定常数，，,为第无功补偿方案的参考电力质量影响因子范围中最小值、最大值，为第无功补偿方案的参考负载特性影响因子范围中最小值、最大值，，为各无功补偿方案的编号。

21、提取目标配电线路所处地区的环境信息，并根据各无功补偿方案的涉及无功补偿设备的适宜环境信息，解析得到各无功补偿方案的环境数据匹配合理权重系数。

22、提取目标配电线路的有效电压、有效电流和有效功率因数，分析各无功补偿方案的匹配合理系数，式中分别为设定的无功补偿容量匹配、电力数据匹配、环境数据匹配对应的影响因子，为第个无功补偿方案的额定补偿容量，为设定的无功补偿容量允许误差值。

23、优选地，所述各无功补偿方案的环境数据匹配合理权重系数分析公式为，其中分别为目标配电线路所处地区的环境信息中自然温度、自然湿度，分别为第个无功补偿方案的涉及无功补偿设备的适宜环境信息中温度、湿度，分别为设定的温度允许偏差值、湿度允许偏差值。

24、优选地，所述目标配电线路的无功补偿效果指数分析方式为：提取目标配电线路中各节点在补偿后电力信息中电流、电压以及功率因数，同理得到目标配电线路在补偿后的有效电压、有效电流和有效功率因数，分析目标配电线路的无功补偿效果指数，其中。

25、相对于现有技术，本发明所述的一种基于电力配电的低压无功精准性补偿方法具有以下有益效果：（1）本发明通过实时监测目标配电线路中各节点的电力信息，分析目标配电线路的无功补偿需求指数，从而实现对配电线路的电力信息的实时监测功能，进一步能够精确了解配电线路的无功补偿需求，进而实现后期对配电线路无功补偿效果进行精准有效地分析，确保能够精准掌控和优化补偿效果，实现对配电线路的无功精准性补偿。

26、（2）本发明通过监测与分析目标配电线路的电力质量参数、电力负载参数，从而能够具体了解配电线路的运行状况，为后期制定合理的无功补偿方案提供指导性的参考数据。

27、（3）本发明根据各无功补偿方案的策划数据，分析各无功补偿方案的匹配合理系数，并筛选匹配合理系数最高的无功补偿方案对目标配电线路实施协同补偿，从而打破现有低压无功补偿方式的单一化和固定化的缺陷，通过多方面因素制定合理的无功补偿方案，进一步提高配电线路无功补偿精准性，保证配电线路补偿达到最佳效果。

28、（4）本发明在分析各无功补偿方案的匹配合理系数中还考虑目标配电线路所处地区的环境信息，这样能够避免自然温度和湿度变化影响无功补偿设备正常运行的问题，从而提高配电线路无功补偿设备的响应速度和补偿效果，降低配电线路的无功精准性误差，进而提高低压配电网的稳定性。

29、（5）本发明通过监测目标配电线路中各节点在补偿后的电力信息，分析目标配电线路的无功补偿效果指数，并进行反馈，从而精准了解配电线路补偿后的补偿效果，进而能够对配电线路进行灵活化地无功补偿优化，进一步提高配电线路补偿效果的精确度，提高低压配电网运行的稳定性和可靠性。