專利名稱：：變電站電容器組容量的無功配置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)無功配置的技術(shù)，特別是涉及一種用于輸配電網(wǎng)的變電站電容器組容量的無功配置方法的技術(shù)。
背景技術(shù)：
：在新建變電站時(shí)，變電站電容器組容量的無功配置一般都參照經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過主變?nèi)萘颗c經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)照按比例進(jìn)行簡單計(jì)算得到，這種計(jì)算很難準(zhǔn)確預(yù)測到該變電站未來負(fù)荷的變化情況，在投運(yùn)以后經(jīng)常出現(xiàn)無功補(bǔ)充過量或者不足。無功優(yōu)化是能量管理系統(tǒng)(EnergyManagementSystem,EMS)的重要組成部分，其功能是在當(dāng)前輸配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)上，采用一定的方法優(yōu)化配置當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中的無功資源，使網(wǎng)絡(luò)中的無功盡量就地平衡，減少系統(tǒng)電能損耗，提高配電網(wǎng)用戶側(cè)電壓水平。目前的無功優(yōu)化方法集中于對(duì)已有的多個(gè)廠站的電容器組的優(yōu)化組合，并不修改電容器組的容量，通過投切電容器對(duì)當(dāng)前電網(wǎng)進(jìn)行無功優(yōu)化，從而達(dá)到降低網(wǎng)損的目的。這種優(yōu)化組合的方法會(huì)導(dǎo)致某些變電站的電容器容量對(duì)本區(qū)域來說并不是最優(yōu)的配置，從而影響了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的無功優(yōu)化效果。另外，這種優(yōu)化組合的方法通常都對(duì)目標(biāo)函數(shù)采用最小二乘法，從而容易造成歷史樣本的殘差放大效應(yīng)。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的無功優(yōu)化效果，有效縮小歷史樣本殘差放大效應(yīng)的變電站電容器組容量的無功配置方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的一種變電站電容器組容量的無功配置方法，其特征在于，具體步驟如下1)根據(jù)變電站的電容器模型，得到電容器的組數(shù)G，以及每組電容器的最大片數(shù)W隨；2)以排列組合方式對(duì)變電站的電容器組進(jìn)行容量配置，得到各種配置方式的集合.3)根據(jù)電網(wǎng)設(shè)備巡檢周期劃分時(shí)間段，設(shè)置每天的時(shí)間點(diǎn)數(shù)目；4)取一個(gè)需要進(jìn)行配置的時(shí)間段，并根據(jù)該時(shí)間段獲取變電站在歷史時(shí)間段中每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)，計(jì)算出該歷史時(shí)間段的無功負(fù)荷需求數(shù)值D(T)，及該歷史時(shí)間段中各時(shí)間點(diǎn)的無功負(fù)荷需求數(shù)值D(t);其中，T為該歷史時(shí)間段的天數(shù)，t為該歷史時(shí)間段中的時(shí)間點(diǎn)，其取值范圍為，其中n為每天的時(shí)間點(diǎn)數(shù)目；5)取一個(gè)未計(jì)算過的配置方式，得到采用該配置后變電站的總無功補(bǔ)償值為其中，G為變電站的電容器組數(shù)，Wi為第i組電容器組的電容器片數(shù)，Ci,j為第i組電容器組中第j片電容器的容量值，C,/^為第i組電容器組投入Wi片電容后的無功容量值，Bi為第i組電容器組的投運(yùn)系數(shù)；其中，Wie[1,Wimax]，Bie，Ci,j為常數(shù)；其中，Bi的值為l時(shí)為投運(yùn)，為0時(shí)為不投運(yùn)；6)將步驟5所得到的變電站的總無功補(bǔ)償值與歷史時(shí)間段中每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的無功負(fù)荷需求數(shù)值D(t)進(jìn)行條件極值計(jì)算，得到'min(Q(C^)-D(t))ifQ(C,，)-D(t)〈1"1V(min(Q(C,jW,)-D柳ifQ(C^)-D(t)217)計(jì)算歷史時(shí)間段中各條件極值的代數(shù)和，得到其中，該式中t=n*T;8)重復(fù)步驟5至步驟7，直至所有的配置方式都計(jì)算完畢；9)求取各條件極值代數(shù)和中的最小值，得到各電容器組的配置容量Cw巧，并以此結(jié)果對(duì)所取時(shí)間段的變電站電容器組進(jìn)行配置改造。進(jìn)一步的，在步驟3中根據(jù)電網(wǎng)設(shè)備巡檢周期按月劃分時(shí)間段，并設(shè)置每天的時(shí)間點(diǎn)數(shù)目為1440個(gè)。本發(fā)明提供的變電站電容器組容量的無功配置方法，根據(jù)歷史時(shí)間段的歷史數(shù)據(jù)，通過條件極值計(jì)算方式計(jì)算出變電站電容器組的最優(yōu)容量配置，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)對(duì)應(yīng)時(shí)間段的變電站電容器組進(jìn)行配置改造，從而達(dá)到優(yōu)化變電站的無功配置，提高功率因數(shù)，降低網(wǎng)損的目的；該無功配置方法計(jì)算簡單且數(shù)值解穩(wěn)定，不存在收斂性問題，能提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的無功優(yōu)化效果，有效縮小歷史樣本殘差放大效應(yīng)。圖1是本發(fā)明實(shí)施例變電站電容器組容量的無功配置方法的配置流程圖。具體實(shí)施例方式以下結(jié)合對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)施例并不用于限制本發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。.如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種變電站電容器組容量的無功配置方法，其特征在于，具體步驟如下1)根據(jù)變電站的電容器模型，得到電容器的組數(shù)G，以及每組電容器的最大片數(shù)wmax;2)以排列組合方式對(duì)變電站的電容器組進(jìn)行容量配置，得到各種配置方式的集3)根據(jù)電網(wǎng)設(shè)備巡檢周期劃分時(shí)間段，設(shè)置每天的時(shí)間點(diǎn)數(shù)目；4)取一個(gè)需要進(jìn)行配置的時(shí)間段，并根據(jù)該時(shí)間段獲取變電站在歷史時(shí)間段中每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)，計(jì)算出該歷史時(shí)間段的無功負(fù)荷需求數(shù)值D(T)，及該歷史時(shí)間段中各時(shí)間點(diǎn)的無功負(fù)荷需求數(shù)值D(t);其中，T為該歷史時(shí)間段的天數(shù)，t為該歷史時(shí)間段中的時(shí)間點(diǎn)，其取值范圍為，其中n為每天的時(shí)間點(diǎn)數(shù)目；5)取一個(gè)未計(jì)算過的配置方式，得到釆用該配置后變電站的總無功補(bǔ)償值為》=1其中，G為變電站的電容器組數(shù)，Wi為第i組電容器組的電容器片數(shù)，Cu為第i組電容器組中第j片電容器的容量值，Cw巧為第i組電容器組投入Wi片電容后的無功容量值，Bi為第i組電容器組的投運(yùn)系數(shù)；其中，Wie[1,Wimax]，Bie，Ci,j為常數(shù)；其中，Bi的值為l時(shí)為投運(yùn)，為0時(shí)為不投運(yùn)；6)將步驟5所得到的變電站的總無功補(bǔ)償值與歷史時(shí)間段中每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的無功負(fù)荷需求數(shù)值D(t)進(jìn)行條件極值計(jì)算，得到'min(Q(C,jWJ-D(t))ifQ(C^W,)-D(t)〈1"1,min(Q(CuW,)墨D,ifQ(C^)隱D,17)計(jì)算歷史時(shí)間段中各條件極值的代數(shù)和，得到F(C,;)=tQ(C,，t);,=1其中，該式中t=n*T;8)重復(fù)步驟5至步驟7，直至所有的配置方式都計(jì)算完畢；9)求取各條件極值代數(shù)和中的最小值，得到各電容器組的配置容量C,，/F,，并以此結(jié)果對(duì)所取時(shí)間段的變電站電容器組進(jìn)行配置改造。本發(fā)明實(shí)施例中的步驟3中，根據(jù)電網(wǎng)設(shè)備巡檢周期按月劃分時(shí)間段，并設(shè)置每天的時(shí)間點(diǎn)數(shù)目為1440個(gè)。權(quán)利要求1、一種變電站電容器組容量的無功配置方法，其特征在于，具體步驟如下1)根據(jù)變電站的電容器模型，得到電容器的組數(shù)G，以及每組電容器的最大片數(shù)Wmax；2)以排列組合方式對(duì)變電站的電容器組進(jìn)行容量配置，得到各種配置方式的集合；3)根據(jù)電網(wǎng)設(shè)備巡檢周期劃分時(shí)間段，設(shè)置每天的時(shí)間點(diǎn)數(shù)目；4)取一個(gè)需要進(jìn)行配置的時(shí)間段，并根據(jù)該時(shí)間段獲取變電站在歷史時(shí)間段中每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)，計(jì)算出該歷史時(shí)間段的無功負(fù)荷需求數(shù)值D(T)，及該歷史時(shí)間段中各時(shí)間點(diǎn)的無功負(fù)荷需求數(shù)值D(t)；其中，T為該歷史時(shí)間段的天數(shù)，t為該歷史時(shí)間段中的時(shí)間點(diǎn)，其取值范圍為，其中n為每天的時(shí)間點(diǎn)數(shù)目；5)取一個(gè)未計(jì)算過的配置方式，得到采用該配置后變電站的總無功補(bǔ)償值為<mathsid="math0001"num="0001"><math><![CDATA[<mrow><mi>Q</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>C</mi><mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow></msub><msub><mi>W</mi><mi>i</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>G</mi></munderover><msub><mi>C</mi><mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow></msub><msub><mi>W</mi><mi>i</mi></msub><msub><mi>B</mi><mi>i</mi></msub><mo>;</mo></mrow>]]></math></maths>其中，G為變電站的電容器組數(shù)，Wi為第i組電容器組的電容器片數(shù)，Ci，j為第i組電容器組中第j片電容器的容量值，Ci，jWi為第i組電容器組投入Wi片電容后的無功容量值，Bi為第i組電容器組的投運(yùn)系數(shù)；其中，Wi∈[1，Wimax]，Bi∈，Ci，j為常數(shù)；其中，Bi的值為1時(shí)為投運(yùn)，為0時(shí)為不投運(yùn)；6)將步驟5所得到的變電站的總無功補(bǔ)償值與歷史時(shí)間段中每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的無功負(fù)荷需求數(shù)值D(t)進(jìn)行條件極值計(jì)算，得到<mathsid="math0002"num="0002"><math><![CDATA[<mrow><mi>Q</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>C</mi><mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow></msub><msub><mi>W</mi><mi>i</mi></msub><mo>,</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><mi>min</mi><mrow><mo>(</mo><mi>Q</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>C</mi><mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow></msub><msub><mi>W</mi><mi>i</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mi>D</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>)</mo></mrow></mtd><mtd><mi>ifQ</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>C</mi><mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow></msub><msub><mi>W</mi><mi>i</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mi>D</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo><</mo><mn>1</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><msqrt><mrow><mo>(</mo><mi>min</mi><mrow><mo>(</mo><mi>Q</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>C</mi><mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow></msub><msub><mi>W</mi><mi>i</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mi>D</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>)</mo></mrow></msqrt></mtd><mtd><mi>ifQ</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>C</mi><mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow></msub><msub><mi>W</mi><mi>i</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mi>D</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>≥</mo><mn>1</mn></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>;</mo></mrow>]]></math></maths>7)計(jì)算歷史時(shí)間段中各條件極值的代數(shù)和，得到<mathsid="math0003"num="0003"><math><![CDATA[<mrow><mi>F</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>C</mi><mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow></msub><msub><mi>W</mi><mi>i</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>t</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>t</mi></munderover><mi>Q</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>C</mi><mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow></msub><msub><mi>W</mi><mi>i</mi></msub><mo>,</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>;</mo></mrow>]]></math></maths>其中，該式中t＝n*T；8)重復(fù)步驟5至步驟7，直至所有的配置方式都計(jì)算完畢；9)求取各條件極值代數(shù)和中的最小值，得到各電容器組的配置容量Ci，jWi，并以此結(jié)果對(duì)所取時(shí)間段的變電站電容器組進(jìn)行配置改造。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在步驟3中根據(jù)電網(wǎng)設(shè)備巡檢周期按月劃分時(shí)間段，并設(shè)置每天的時(shí)間點(diǎn)數(shù)目為1440個(gè)。全文摘要一種變電站電容器組容量的無功配置方法，涉及電力系統(tǒng)無功配置
技術(shù)領(lǐng)域：
，所解決的是提高無功優(yōu)化效果及縮小歷史樣本殘差放大效應(yīng)的技術(shù)問題。該方法的具體步驟如下先得到變電站電容器的組數(shù)及最大片數(shù)及配置電容器組的各種配置方式的集合；再劃分時(shí)間段，設(shè)置每天的時(shí)間點(diǎn)數(shù)目；然后取一個(gè)需要進(jìn)行配置的時(shí)間段，獲取對(duì)應(yīng)歷史時(shí)間段數(shù)據(jù)；然后再將各種配置方式的總無功補(bǔ)償值與歷史時(shí)間段數(shù)據(jù)進(jìn)行條件極值計(jì)算；最后求取各條件極值代數(shù)和中的最小值，得到各電容器組的配置容量，并以此結(jié)果對(duì)所取時(shí)間段的變電站電容器組進(jìn)行配置改造。本發(fā)明提供的方法，能提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的無功優(yōu)化效果，有效縮小歷史樣本殘差放大效應(yīng)。文檔編號(hào)H02J3/18GK101635463SQ20091005361公開日2010年1月27日申請(qǐng)日期2009年6月23日優(yōu)先權(quán)日2009年6月23日發(fā)明者頡劉,敏周,昌李,曄李,鵬王,王兆雄,虹秦,紀(jì)文珺,軍錢,昱陸,毅陳申請(qǐng)人:上海申瑞電力科技股份有限公司