一种改善含小水电配电网电压质量的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及配电网技术领域，特别是涉及一种采用串联电容器改善含小水电配电 网电压质量的方法。
【背景技术】
[0002] 小水电是可再生绿色能源，普遍分布于偏远农村地区，具有沿河流分散布点、成片 供电、就近并入IOkV或35kV配电网等特点。在丰水期，总装机容量达到一定规模的小水电供 电区域可能因不能实现功率就地平衡需要向外网输送功率，这种运行方式改变了配电网潮 流分布从而导致线路电压过高;在枯水期，由于大多数径流式水电站不发电，使得由小水电 供电的长线路末端用户电压过低，由网络潮流分布引起的电压的过高或过低将影响用户的 用电安全和电网的优质经济运行。
[0003] 目前，改善含小水电配电网电压质量的方法有小水电站上网功率因数和错峰发电 方式管理，加装并联电抗器、双向自动调压器和固定串联电容器等。由于串联电容器有"自 适应"电压调节和实时响应的特点，因此，研究采用固定串联电容器改善含小水电配电网电 压质量的方法，对含小水电配电网的安全优质经济运行具有重要意义。
[0004] 现有改善含小水电配电网电压质量的串联电容器选址定容方法是基于潮流计算 得到的最大负荷时的电压差和电流，再确定串联电容器的安装位置和容抗的方法。该方法 的主要缺点是:①该方法采用最大负荷时全线电压差的1/3~1/2来确定有多条分支线的线 路安装串联电容器的位置，但是没有给出在全线电压差的1/3~1/2中如何选出具体位置的 方法。②该方法不能得到串联电容器的最佳安装位置和容抗。③该方法仅从改善电压质量 方面考虑串联电容器选址定容，没有从经济性方面考虑串联电容器的安装位置和容抗。因 此，现有的方法不能得到含小水电配电网串联电容器安装位置和容抗的优化方案，不能有 效地利用串联电容器实现含小水电配电网的安全优质经济运行。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例中提供了一种改善含小水电配电网电压质量的方法，以解决上述技 术问题。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：
[0007] -种改善含小水电配电网电压质量的方法，所述方法包括：
[0008] 获取电容器的待选线路、所述待选线路的编号以及所述待选线路对应的最大容抗 值；
[0009] 根据所述待选线路的编号和所述最大容抗值形成初始种群；
[0010] 计算所述初始种群中个体的目标函数值；
[0011] 根据所述目标函数值确定所述电容器的安装位置和容抗值。
[0012] 优选的，所述根据所述待选线路的编号和所述最大容抗值形成初始种群的步骤包 括：
[0013] 根据所述待选线路的编号和所述最大容抗值对所述电容器的串联补偿容抗值进 行编码，形成初始种群。
[0014] 优选的，所述计算所述初始种群中个体的目标函数值的步骤包括：
[0015] 对所述初始种群中的个体进行解码，获得与所述待选线路对应的变压器分接头档 位值；
[0016] 根据所述变压器分接头的档位值计算所述个体的潮流，并生成潮流计算结果；
[0017] 根据所述潮流计算结果计算所述个体的目标函数值。
[0018] 优选的，所述根据所述目标函数值确定所述电容器的安装位置和容抗值的步骤包 括：
[0019] 对所述目标函数值进行解码，得到所述电容器的安装位置和容抗值。
[0020] 优选的，所述获取电容器的待选线路的步骤包括：
[0021] 获取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；
[0022] 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;
[0023] 当所述差值小于0时，将该条线路作为待选线路。
[0024] 优选的，所述获取待选线路的编号的步骤包括：
[0025] 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；
[0026] 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；
[0027] 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。
[0028] 优选的，所述获取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的步骤包括：
[0029]
[0030]
[0031]其中，fo为未安装电容器时各个节点电压偏差的绝对值总和；
[0032] N为节点总数；
[0033] Ui为含小水电配电网中未安装电容器时节点i的电压，Uo为该线路额定电压；
[0034] h为安装所述电容器后各个节点电压偏差的绝对值总和；
[0035] 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。
[0036] 优选的，所述获取所述待选线路对应的最大容抗值的步骤包括：
[0037] 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〇时，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。
[0038] 优选的，所述方法包括：
[0039] 设置目标参数，其中，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；
[0040] 根据所述目标参数，获取所述电容器的待选线路、所述待选线路的编号以及所述 待选线路对应的最大容抗值。
[0041] 本方案提供的一种改善含小水电配电网电压质量的方法具有以下有益效果：
[0042 ] 1、本方法采用串联电容器来改善含小水电配电网的电压质量，通过获取安装的电 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生成初始种群，再计算 初始种群中个体的目标函数值确定串联电容器的安装位置和容抗值。因此，该方法不但能 够准确地确定串联补偿电容器安装的位置和补偿容抗值的大小，而且比现有的计算方法更 准确，电容器补偿的效果更好，对含小水电配网的电压改善质量更高。
[0043] 2、由于在计算的目标函数值的过程中，考虑了含小水电配电网安装串联电容器的 投资运行的最小年费用，因此，配网更安全和优质，运行更经济。
[0044] 3、本方法还兼顾了串联电容器和有载调压变压器分接头组合的调压关系，使得本 方案提供的方法能够对含小水电配电网丰水期电压升高越上限和枯水期电压降低越下限 的电压进行调整，比现有改善方法更经济、更简单。
[0045] 4、本方法可广泛应用于含小水电配电网的电压调整中，能够有效地减少电压越限 情况的发生，为含小水电配电网改善电压质量方案的制定提供科学依据。
【附图说明】
[0046]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，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。
[0047]图1为本发明实施例提供的一种改善含小水电配电网电压质量的方法的流程图； [0048]图2为本发明实施例提供的20节点含小水电配电网的接线图；
[0049]图3为本发明实施例提供的另一种改善含小水电配电网电压质量的方法的流程 图；
[0050] 图4为本发明实施例提供的另一种改善含小水电配电网电压质量的方法的流程 图；
[0051] 图5为对比文献中10节点辐射形配电网的系统接线图；
[0052] 其中，
[0053]在图2中，1~20为节点编号，①~⑩为线路编号，Tl~T8为变压器编号，Gl~G2为 小水电机组编号；
[0054] 在图5中，0~9为节点编号，Gl~G9为小水电机组编号。
【具体实施方式】
[0055] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，都应当属于本发明保护 的范围。
[0056] 本发明的目的是针对现有改善含小水电配电网电压质量的串联电容器选址定容 方法的不足，提出一种采用串联电容器改善含小水电配电网电压质量的方法，具有以安装 串联电容器的投资运行年费用最小为目标，节点功率方程、串联电容器容抗、节点电压、线 路电流、变压器容量和变压器分接头档位为约束条件优选串联电容器安装位置和容抗等特 点，从而为解决含小水电配电网丰水期电压过高和枯水期电压过低问题提供科学依据，确 保含小水电配电网能够实现安全优质经济运行，所述方法的具体步骤如下：
[0057] 参见图1，是本发明实施例提供的一种改善含小水电配电网电压质量的方法的流 程图。其中，所述方法包括：
[0058] 步骤S110:获取电容器的待选线路、所述待选线路的编号以及所述待选线路对应 的最大容抗值；
[0059] 其中，步骤Sl 10包括:步骤SlOO:设置目标参数。<