本發(fā)明屬于電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)領(lǐng)域,尤其是涉及一種配置并聯(lián)電容器緩解電壓暫降的電網(wǎng)運(yùn)行方式確定方法。
背景技術(shù):
近年來,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)等的迅速發(fā)展,電力用戶中出現(xiàn)了大量敏感負(fù)荷,敏感負(fù)荷對(duì)電壓暫降(sags)、電壓驟升(swell)和短時(shí)中斷(interruption)等電能質(zhì)量擾動(dòng)非常敏感,單個(gè)設(shè)備或元件的故障可能使整個(gè)生產(chǎn)線的產(chǎn)品報(bào)廢,電壓暫降給用戶和社會(huì)經(jīng)濟(jì)造成的巨大損失,已被國內(nèi)外專家認(rèn)為是最嚴(yán)重的電能質(zhì)量問題。
傳統(tǒng)的并聯(lián)電容器配置時(shí),沒有考慮電網(wǎng)電壓暫降的情況,以降低網(wǎng)損和無功優(yōu)化為目標(biāo),提高供電電壓,確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和對(duì)用戶的供電質(zhì)量。例如張秋雁在2012年發(fā)表在第31期第17卷的《電氣應(yīng)用》第18-20頁上的文章《配電網(wǎng)并聯(lián)電容器無功補(bǔ)償優(yōu)化研究》,采用浮點(diǎn)數(shù)遺傳算法,提出一種以網(wǎng)損最小為目標(biāo)的電容器無功補(bǔ)償優(yōu)化算法,用來確定補(bǔ)償電容器的最佳補(bǔ)償點(diǎn)和最佳補(bǔ)償容量,尋求最優(yōu)的無功補(bǔ)償方案,以達(dá)到降低配電網(wǎng)損耗的目的;文明、何禹清等在2011年發(fā)表在第39期第9卷的《電力系統(tǒng)保護(hù)與控制》第59-64頁上的文章《計(jì)及無功經(jīng)濟(jì)價(jià)值的配電網(wǎng)電容器優(yōu)化配置》,綜合考慮了電容器組的投資成本和它對(duì)系統(tǒng)網(wǎng)損、容量釋放和其本身能量?jī)r(jià)值的經(jīng)濟(jì)效益,提出了一種配電網(wǎng)電容器優(yōu)化配置方法。為了更好地通過并聯(lián)電容器經(jīng)濟(jì)配置達(dá)到減少電壓暫降影響的目的,如何在電網(wǎng)規(guī)劃中選擇經(jīng)濟(jì)合理的并聯(lián)電容器安裝地點(diǎn)和安裝容量,實(shí)現(xiàn)電容器的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化配置是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要前提。
通常電力調(diào)度員根據(jù)運(yùn)行情況進(jìn)行開關(guān)操作來調(diào)整電網(wǎng)的運(yùn)行方式,一方面平衡負(fù)荷,消除過載,提高供電質(zhì)量,另一方面降低網(wǎng)損,提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。而電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的實(shí)質(zhì)是通過改變網(wǎng)絡(luò)中開關(guān)狀態(tài)(即上述開關(guān)操作)優(yōu)化電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),從而改善電網(wǎng)的潮流分布,使電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)損耗最小,因此網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)是降低網(wǎng)損、實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的有效手段,網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)后便能確定電網(wǎng)的最佳運(yùn)行方式。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)是以網(wǎng)損最小或供電恢復(fù)最優(yōu)為目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。在網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)時(shí),沒有考慮電網(wǎng)電壓暫降的情況,由于現(xiàn)代化生產(chǎn)中敏感負(fù)荷在工業(yè)負(fù)荷中所占比重日益增多,電壓暫降問題越來越嚴(yán)重,進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)時(shí)有必要考慮如何緩解電網(wǎng)的電壓暫降,Sanjay Bahadoorsingh、Jovica V.Milanovic、Yan Zhang等在2007年發(fā)表在第22期第4卷的《國際電工電子委員會(huì)電力傳輸》(IEEE Trans on Power Delivery)第2271 2278頁上的文章《減少電壓暫降損失的基于遺傳算法的配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)》(Minimization of Voltage Sag Costs by Optimal Reconguration of Distribution Network Using Genetic Algorithms),使用遺傳算法優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)達(dá)到減少電壓暫降造成的經(jīng)濟(jì)損失。但沒有把并聯(lián)電容器的經(jīng)濟(jì)配置和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)結(jié)合起來考慮如何減少電壓暫降對(duì)敏感負(fù)荷產(chǎn)生的危害。因此,以敏感負(fù)荷受電網(wǎng)電壓暫降影響最小為目標(biāo),在考慮并聯(lián)電容器的經(jīng)濟(jì)配置前提下,確定電網(wǎng)的最佳運(yùn)行方式對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有很大的幫助。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足,提供一種配置并聯(lián)電容器緩解電壓暫降的電網(wǎng)運(yùn)行方式確定方法,其方法步驟簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且實(shí)現(xiàn)方便、使用效果好,所確定的電網(wǎng)運(yùn)行方式合理,既降低了網(wǎng)損,又能有效緩解電壓暫降,并兼顧了電網(wǎng)并聯(lián)電容器配置經(jīng)濟(jì)性,能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)的安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種配置并聯(lián)電容器緩解電壓暫降的電網(wǎng)運(yùn)行方式確定方法,其特征在于,該方法包括以下步驟:
步驟一、并聯(lián)電容器配置方案確定,過程如下:
步驟101、電網(wǎng)可選并聯(lián)電容器配置方案獲取:根據(jù)待配置電網(wǎng)中各條母線上是否安裝并聯(lián)電容器與所安裝并聯(lián)電容器的容量,獲取所述待配置電網(wǎng)的多種不同可選并聯(lián)電容器配置方案;
每種所述可選并聯(lián)電容器配置方案中均包括所述待配置電網(wǎng)中各條母線的并聯(lián)電容器配置信息,每條母線的并聯(lián)電容器配置信息均包括該母線上是否安裝并聯(lián)電容器與所安裝并聯(lián)電容器的容量;
步驟102、可行性判斷:對(duì)步驟101中各可選并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)分別進(jìn)行潮流計(jì)算,并根據(jù)潮流計(jì)算結(jié)果對(duì)各可選并聯(lián)電容器配置方案分別進(jìn)行可行性判斷,從所有可選并聯(lián)電容器配置方案中篩選出可行并聯(lián)電容器配置方案;
對(duì)任一種所述可選并聯(lián)電容器配置方案進(jìn)行可行性判斷時(shí),根據(jù)潮流計(jì)算得出的該可選并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)中各條母線的電壓進(jìn)行判斷:當(dāng)該可選并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)中所有母線的電壓均在[Umin,Umax]內(nèi)時(shí),判斷為該可選并聯(lián)電容器配置方案為可行并聯(lián)電容器配置方案,否則判斷為該可選并聯(lián)電容器配置方案為不可行并聯(lián)電容器配置方案;其中,Umin為所述待配置電網(wǎng)中母線的最小允許電壓,Umax為所述待配置電網(wǎng)中母線的最大允許電壓;
步驟103、電網(wǎng)網(wǎng)損判斷:對(duì)步驟102中篩選出的所有可行并聯(lián)電容器配置方案分別進(jìn)行電網(wǎng)網(wǎng)損判斷,并根據(jù)電網(wǎng)網(wǎng)損判斷結(jié)果,從所有可行并聯(lián)電容器配置方案中篩選出低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案;本步驟中,所篩選出低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案的數(shù)量為H,其中H為正整數(shù);
對(duì)任一種所述可行并聯(lián)電容器配置方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性判斷時(shí),根據(jù)該可行并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)的網(wǎng)損率進(jìn)行判斷:當(dāng)該可行并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)的網(wǎng)損率不大于γset時(shí),判斷為該可行并聯(lián)電容器配置方案為低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案;否則,判斷為該可行并聯(lián)電容器配置方案為高網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案;其中,γset為預(yù)先設(shè)定的網(wǎng)損率判斷閾值;
步驟104、電壓暫降影響判斷,過程如下:
步驟1041、電網(wǎng)電壓暫降評(píng)估指標(biāo)計(jì)算:對(duì)步驟103中篩選出的H種所述低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)的電網(wǎng)電壓暫降評(píng)估指標(biāo)分別進(jìn)行計(jì)算;
其中,對(duì)第h種所述低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)的電網(wǎng)電壓暫降評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算時(shí),包括以下步驟:
步驟10411、母線電壓暫降矩陣獲?。韩@取第h種所述低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)的母線電壓暫降矩陣,該母線電壓暫降矩陣記作其中,m為故障類型編號(hào)且m=1、2、3或4,m=1表示單相接地短路故障,m=2表示兩相相間短路故障,m=3表示三相相間短路故障,m=4表示兩相接地短路故障;
其中,i為正整數(shù)且i=1、2、…、T,j為正整數(shù)且j=1、2、…、T,T為所述待配置電網(wǎng)中母線的總數(shù)量;表示第h種低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下編號(hào)為i的母線發(fā)生編號(hào)為m的故障時(shí),編號(hào)為j的母線的三相電壓暫降值;h為所述低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案的編號(hào),h為正整數(shù)且h=1、2、…、H;中第i行元素表示第h種低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下編號(hào)為i的母線發(fā)生編號(hào)為m的故障時(shí),所述待配置電網(wǎng)中各母線的電壓暫降值;中第j列元素表示第h種低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下電網(wǎng)中各條母線分別發(fā)生編號(hào)為m的故障時(shí),編號(hào)為j的母線的電壓暫降值;
步驟10412、母線電壓暫降凹陷域矩陣獲?。焊鶕?jù)步驟10411中所述的并結(jié)合預(yù)先設(shè)定的電網(wǎng)電壓暫降閾值uthre,獲取第h種所述低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)的母線電壓暫降凹陷域矩陣,該母線電壓暫降凹陷域矩陣記作
其中,或1;對(duì)的取值進(jìn)行確定時(shí),當(dāng)中至少一相電壓暫降值低于電網(wǎng)電壓暫降閾值uthre時(shí),否則,表示第h種低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下編號(hào)為i的母線發(fā)生編號(hào)為m的故障時(shí),編號(hào)為j的母線發(fā)生電壓暫降;
中的第i行元素表示第h種低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下編號(hào)為i的母線發(fā)生編號(hào)為m的故障時(shí)的電壓暫降情況,中的第j列元素表示第h種低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下編號(hào)為j的母線受所述待配置電網(wǎng)中各條母線發(fā)生編號(hào)為m的故障影響并發(fā)生電壓暫降的頻次;
步驟10413、支路電壓暫降凹陷域矩陣獲?。韩@取第h種所述低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)的支路電壓暫降凹陷域矩陣,該支路電壓暫降凹陷域矩陣記作
其中,為編號(hào)為j的母線受第r條支路發(fā)生編號(hào)為m的故障影響并發(fā)生電壓暫降的頻次,r為所述待配置電網(wǎng)中支路的編號(hào),r為正整數(shù)且r=1、2、…、W,其中W為所述待配置電網(wǎng)中支路的數(shù)量;根據(jù)進(jìn)行確定;所述的為第h種所述低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)中第r條支路的電壓暫降凹陷域矩陣,且
所述的根據(jù)第h種所述低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)中第r條支路的電壓暫降矩陣并結(jié)合步驟10412中所述的uthre進(jìn)行確定;所述的其中表示第h種低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)中第r條支路上的第n'個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生編號(hào)為m的故障時(shí)編號(hào)為j的母線的三相電壓暫降值;n'為正整數(shù)且n'=1、2、…、n,n為第r條支路上預(yù)先選取的節(jié)點(diǎn)數(shù)量且n為正整數(shù),n'為第r條支路上節(jié)點(diǎn)的編號(hào);lr表示第r條支路;
所述的中,或1;對(duì)的取值進(jìn)行確定時(shí),當(dāng)中至少一相電壓暫降值低于電網(wǎng)電壓暫降閾值uthre時(shí),否則,表示第h種低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下第r條支路上第n'個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生編號(hào)為m的故障時(shí),編號(hào)為j的母線發(fā)生電壓暫降;
步驟10414、電網(wǎng)電壓暫降評(píng)估指標(biāo)計(jì)算:根據(jù)公式計(jì)算第h種低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)的電網(wǎng)電壓暫降評(píng)估指標(biāo),該指標(biāo)記作Dh;所述的Dh為用于評(píng)價(jià)緩解電壓暫降的評(píng)估指標(biāo);
其中,λm為預(yù)先設(shè)定的所述待配置電網(wǎng)發(fā)生編號(hào)m的故障的發(fā)生概率,為編號(hào)為j的母線受所述待配置電網(wǎng)中各母線和各支路發(fā)生編號(hào)m的故障影響并產(chǎn)生電壓暫降的頻次總和,
步驟10415、多次重復(fù)步驟10411至步驟10414,直至獲得H種所述低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)的電網(wǎng)電壓暫降評(píng)估指標(biāo);
步驟1042、低電壓暫降影響配置方案確定:對(duì)步驟10415中獲得的H種所述低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)的電網(wǎng)電壓暫降評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行比較,并根據(jù)所述電網(wǎng)電壓暫降評(píng)估指標(biāo)數(shù)值由小到大的順序,由前至后對(duì)H種所述低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案進(jìn)行排序,再從排序后的H種所述低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案中選取前H'種所述低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案作為低電壓暫降影響并聯(lián)電容器配置方案;
其中,H'為正整數(shù)且
步驟105、投入成本判斷,過程如下:
步驟1051、投入成本計(jì)算:對(duì)步驟1042中獲得的所有低電壓暫降影響并聯(lián)電容器配置方案的投入成本分別進(jìn)行計(jì)算;
對(duì)任一種所述低電壓暫降影響并聯(lián)電容器配置方案的投入成本進(jìn)行計(jì)算時(shí),根據(jù)該低電壓暫降影響并聯(lián)電容器配置方案中每條母線的并聯(lián)電容器配置信息,對(duì)該低電壓暫降影響并聯(lián)電容器配置方案中需安裝的所有并聯(lián)電容器的總成本進(jìn)行計(jì)算,并將所確定的所有并聯(lián)電容器的總成本作為該低電壓暫降影響并聯(lián)電容器配置方案的投入成本;
步驟1052、優(yōu)化并聯(lián)電容器配置方案確定:對(duì)步驟1051中計(jì)算得出的所有低電壓暫降影響并聯(lián)電容器配置方案的投入成本進(jìn)行比較,選取投入成本最低的所述低電壓暫降影響并聯(lián)電容器配置方案作為所述待配置電網(wǎng)的優(yōu)化并聯(lián)電容器配置方案;
采用步驟1052中所確定優(yōu)化并聯(lián)電容器配置方案的所述待配置電網(wǎng)為所述待優(yōu)化電網(wǎng);
步驟二、電網(wǎng)運(yùn)行方式優(yōu)化:對(duì)步驟1052中所述待優(yōu)化電網(wǎng)的優(yōu)化運(yùn)行方式進(jìn)行確定,過程如下:
步驟201、電網(wǎng)可選運(yùn)行方式確定:根據(jù)所述待優(yōu)化電網(wǎng)中各支路上是否安裝開關(guān)與所安裝開關(guān)的狀態(tài),對(duì)所述待優(yōu)化電網(wǎng)的所有可選運(yùn)行方式進(jìn)行確定;
所述可選運(yùn)行方式的總數(shù)量為3W種,3W種所述可選運(yùn)行方式分別為所述待優(yōu)化電網(wǎng)在3W種不同的支路開關(guān)狀態(tài)時(shí)的運(yùn)行方式,3W種所述可選運(yùn)行方式分別與3W種不同的所述支路開關(guān)狀態(tài)一一對(duì)應(yīng);
3W種所述支路開關(guān)狀態(tài)中第a種所述可選運(yùn)行方式對(duì)應(yīng)的所述支路開關(guān)狀態(tài)記作αa=[α1,a,α2,a,…αr,a,…,αW,a];其中,a為所述可選運(yùn)行方式的編號(hào),a為正整數(shù)且a=1、2、…、3W;r為所述待優(yōu)化電網(wǎng)中支路的編號(hào),r為正整數(shù)且r=1、2、…、W;αr,a為第a種可選運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)中第r條支路的開關(guān)狀態(tài)變量,αr,a=0、1或2,αr,a=0表示第a種可選運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)中第r條支路上不安裝開關(guān),αr,a=1表示第a種可選運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)中第r條支路上安裝開關(guān)且所安裝開關(guān)處于閉合狀態(tài),αr,a=2表示第a種可選運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)中第r條支路上安裝開關(guān)且所安裝開關(guān)處于斷開狀態(tài);
步驟202、可行性判斷:對(duì)步驟201中3W種所述可選運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)分別進(jìn)行潮流計(jì)算,并根據(jù)潮流計(jì)算結(jié)果對(duì)各可選運(yùn)行方式分別進(jìn)行可行性判斷,從3W種所述可選運(yùn)行方式中篩選出可行運(yùn)行方式;
對(duì)任一種所述可選運(yùn)行方式進(jìn)行可行性判斷時(shí),根據(jù)潮流計(jì)算得出的該可選運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)中各條母線的電壓進(jìn)行判斷:當(dāng)該可選運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)中所有母線的電壓均在[Umin,Umax]內(nèi)時(shí),判斷為該可選運(yùn)行方式為可行運(yùn)行方式,否則判斷為該可選運(yùn)行方式為不可行運(yùn)行方式;
步驟203、經(jīng)濟(jì)性判斷:對(duì)步驟202中篩選出的所有可行運(yùn)行方式分別進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性判斷,并根據(jù)經(jīng)濟(jì)性判斷結(jié)果,從所有可行運(yùn)行方式中篩選出經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式;本步驟中,所篩選出經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的數(shù)量為E,其中E為正整數(shù);
對(duì)任一種所述可行運(yùn)行方式進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性判斷時(shí),根據(jù)該可行運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)的網(wǎng)損率進(jìn)行判斷:當(dāng)該可行運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)的網(wǎng)損率不大于γset時(shí),判斷為該可行運(yùn)行方式為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式;否則,判斷為該可行運(yùn)行方式為不經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式;其中,γset為預(yù)先設(shè)定的網(wǎng)損率判斷閾值;
步驟204、優(yōu)化性判斷,過程如下:
步驟2041、電網(wǎng)運(yùn)行方式評(píng)估指標(biāo)計(jì)算:對(duì)步驟203中篩選出的E種所述經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)的電網(wǎng)運(yùn)行方式評(píng)估指標(biāo)分別進(jìn)行計(jì)算;
其中,對(duì)第e種所述經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)的電網(wǎng)運(yùn)行方式評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算時(shí),包括以下步驟:
步驟20411、母線電壓暫降矩陣獲?。韩@取第e種所述經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)的母線電壓暫降矩陣,該母線電壓暫降矩陣記作
其中,表示第e種經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下編號(hào)為i的母線發(fā)生編號(hào)為m的故障時(shí),編號(hào)為j的母線的三相電壓暫降值;e為所述經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的編號(hào),e為正整數(shù)且e=1、2、…、E;中第i行元素表示第e種經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下編號(hào)為i的母線發(fā)生編號(hào)為m的故障時(shí),所述待優(yōu)化電網(wǎng)中各母線的電壓暫降值;中第j列元素表示第e種經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下電網(wǎng)中各條母線分別發(fā)生編號(hào)為m的故障時(shí),編號(hào)為j的母線的電壓暫降值;
步驟20412、母線電壓暫降凹陷域矩陣獲?。焊鶕?jù)步驟20411中所述的并結(jié)合預(yù)先設(shè)定的電網(wǎng)電壓暫降閾值uthre,獲取第e種所述經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)的母線電壓暫降凹陷域矩陣,該母線電壓暫降凹陷域矩陣記作
其中,或1;對(duì)的取值進(jìn)行確定時(shí),當(dāng)中至少一相電壓暫降值低于電網(wǎng)電壓暫降閾值uthre時(shí),否則,表示第e種經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下編號(hào)為i的母線發(fā)生編號(hào)為m的故障時(shí),編號(hào)為j的母線發(fā)生電壓暫降;
中的第i行元素表示第e種經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下編號(hào)為i的母線發(fā)生編號(hào)為m的故障時(shí)的電壓暫降情況,中的第j列元素表示第e種經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下編號(hào)為j的母線受所述待優(yōu)化電網(wǎng)中各條母線發(fā)生編號(hào)為m的故障影響并發(fā)生電壓暫降的頻次;
步驟20413、支路電壓暫降凹陷域矩陣獲?。韩@取第e種所述經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)的支路電壓暫降凹陷域矩陣,該支路電壓暫降凹陷域矩陣記作
其中,為編號(hào)為j的母線受第r條支路發(fā)生編號(hào)為m的故障影響并發(fā)生電壓暫降的頻次;根據(jù)進(jìn)行確定;所述的為第e種所述經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)中第r條支路的電壓暫降凹陷域矩陣,且
所述的根據(jù)第e種所述經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)中第r條支路的電壓暫降矩陣并結(jié)合步驟20412中所述的uthre進(jìn)行確定;所述的其中表示第e種經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)中第r條支路上的第n'個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生編號(hào)為m的故障時(shí)編號(hào)為j的母線的三相電壓暫降值;n'為正整數(shù)且n'=1、2、…、n,n為第r條支路上預(yù)先選取的節(jié)點(diǎn)數(shù)量且n為正整數(shù),n'為第r條支路上節(jié)點(diǎn)的編號(hào);lr表示第r條支路;
所述的中,或1;對(duì)的取值進(jìn)行確定時(shí),當(dāng)中至少一相電壓暫降值低于電網(wǎng)電壓暫降閾值uthre時(shí),否則,表示第e種經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下第r條支路上第n'個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生編號(hào)為m的故障時(shí),編號(hào)為j的母線發(fā)生電壓暫降;
步驟20414、電網(wǎng)運(yùn)行方式評(píng)估指標(biāo)計(jì)算:根據(jù)公式計(jì)算第e種經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)的電網(wǎng)運(yùn)行方式評(píng)估指標(biāo),該指標(biāo)記作De;所述的De為用于評(píng)價(jià)緩解電壓暫降的評(píng)估指標(biāo);
其中,λm'為預(yù)先設(shè)定的所述待優(yōu)化電網(wǎng)發(fā)生編號(hào)m的故障的發(fā)生概率,為編號(hào)為j的母線受所述待優(yōu)化電網(wǎng)中各母線和各支路發(fā)生編號(hào)m的故障影響并產(chǎn)生電壓暫降的頻次總和,
步驟20415、多次重復(fù)步驟20411至步驟20414,直至獲得E種所述經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)的電網(wǎng)運(yùn)行方式評(píng)估指標(biāo);
步驟2042、優(yōu)化運(yùn)行方式確定:對(duì)步驟20415中獲得的E種所述經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)的電網(wǎng)運(yùn)行方式評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行比較,選取電網(wǎng)運(yùn)行方式評(píng)估指標(biāo)數(shù)值最小的所述經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式作為所述待優(yōu)化電網(wǎng)的優(yōu)化運(yùn)行方式。
上述配置并聯(lián)電容器緩解電壓暫降的電網(wǎng)運(yùn)行方式確定方法,其特征是:步驟10413中對(duì)進(jìn)行確定前,先沿第h種所述低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)中第r條支路的電流流向在第r條支路上選取n個(gè)節(jié)點(diǎn),所選取的節(jié)點(diǎn)中包括第r條支路的末端點(diǎn);本步驟中所選取的n個(gè)所述節(jié)點(diǎn)呈均勻分布;
步驟20413中對(duì)進(jìn)行確定前,先沿第e種所述經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)中第r條支路的電流流向在第r條支路上選取n個(gè)節(jié)點(diǎn),所選取的節(jié)點(diǎn)中包括第r條支路的末端點(diǎn);本步驟中所選取的n個(gè)所述節(jié)點(diǎn)呈均勻分布。
上述配置并聯(lián)電容器緩解電壓暫降的電網(wǎng)運(yùn)行方式確定方法,其特征是:步驟101中所述待配置電網(wǎng)中母線的電壓等級(jí)包括4種電壓等級(jí),4種電壓等級(jí)分別為110kV、35kV、10kV和6kV;
步驟101中進(jìn)行電網(wǎng)可選并聯(lián)電容器配置方案獲取之前,先對(duì)所述待配置電網(wǎng)中各條母線的電壓等級(jí)分別進(jìn)行確定,并對(duì)所述待配置電網(wǎng)中4種電壓等級(jí)下母線的數(shù)量分別進(jìn)行確定;
步驟101中所述可選并聯(lián)電容器配置方案的數(shù)量為Q種,其中Q為正整數(shù)且g為電壓等級(jí)編號(hào)且g=1、2、3或4,g=1表示電壓等級(jí)為110kV,g=2表示電壓等級(jí)為35kV,g=3表示電壓等級(jí)為10kV,g=4表示電壓等級(jí)為6kV;Fg表示所述待配置電網(wǎng)中編號(hào)為g的電壓等級(jí)下母線的數(shù)量,F(xiàn)g為整數(shù)且qg表示編號(hào)為g的電壓等級(jí)下母線上所安裝單臺(tái)并聯(lián)電容器的容量最小值,QCg表示編號(hào)為g的電壓等級(jí)下母線上所安裝單臺(tái)并聯(lián)電容器的容量最大值。
上述配置并聯(lián)電容器緩解電壓暫降的電網(wǎng)運(yùn)行方式確定方法,其特征是:Q種所述可選并聯(lián)電容器配置方案中第p種所述可選并聯(lián)電容器配置方案記作Qp=[Q1,p,Q2,p,…,Qi,p,…,QT,p],Qi,p表示第p種可選并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)中編號(hào)為i的母線上所安裝并聯(lián)電容器的容量,Qi,p≥0,Qi,p=0表示第p種可選并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)中編號(hào)為i的母線上不安裝并聯(lián)電容器,Qi,p>0表示第p種可選并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)中編號(hào)為i的母線上安裝并聯(lián)電容器且所安裝并聯(lián)電容器的容量為Qi,p;i為所述待配置電網(wǎng)中母線的編號(hào),i為正整數(shù)且i=1、2、…、T。
上述配置并聯(lián)電容器緩解電壓暫降的電網(wǎng)運(yùn)行方式確定方法,其特征是:步驟101中進(jìn)行電網(wǎng)可選并聯(lián)電容器配置方案獲取之前,對(duì)所述待配置電網(wǎng)中各條母線上所安裝并聯(lián)電容器的可選容量分別進(jìn)行確定;
其中,所述待配置電網(wǎng)中編號(hào)為g的電壓等級(jí)下各條母線上所安裝并聯(lián)電容器的可選容量有Qg種,Qg為正整數(shù)且Qg種所述可選容量記作Q'g=[0,Q1,g,Q2,g,…,Qi',g,…,QN',g],i'為整數(shù)且i=0、1、2、…、N',N'為正整數(shù)且N'=Qg-1;Qg'中Qg種所述可選容量由小到大進(jìn)行排列且相鄰兩個(gè)所述可選容量之間的差值為qg。
上述配置并聯(lián)電容器緩解電壓暫降的電網(wǎng)運(yùn)行方式確定方法,其特征是:步驟1051中對(duì)任一種所述低電壓暫降影響并聯(lián)電容器配置方案的投入成本進(jìn)行計(jì)算時(shí),先根據(jù)該低電壓暫降影響并聯(lián)電容器配置方案中每條母線的并聯(lián)電容器配置信息,對(duì)該條母線上需安裝的所有并聯(lián)電容器的數(shù)量分別進(jìn)行確定,并結(jié)合該母線的電壓等級(jí),對(duì)該條母線上需安裝的單臺(tái)并聯(lián)電容器的成本進(jìn)行確定,進(jìn)而確定出該母線需安裝并聯(lián)電容器的投入成本,最終確定該配置方案的投入成本。
上述配置并聯(lián)電容器緩解電壓暫降的電網(wǎng)運(yùn)行方式確定方法,其特征是:步驟102中所述的Umin=0.95,所述的Umax=1.05,Umin和Umax均為標(biāo)么值;步驟10412中所述的uthre=0.7~0.9,uthre為標(biāo)么值。
上述配置并聯(lián)電容器緩解電壓暫降的電網(wǎng)運(yùn)行方式確定方法,其特征是:步驟103中所述的γset=4%~6%。
上述配置并聯(lián)電容器緩解電壓暫降的電網(wǎng)運(yùn)行方式確定方法,其特征是:步驟10413中所述的n=10~200。
上述配置并聯(lián)電容器緩解電壓暫降的電網(wǎng)運(yùn)行方式確定方法,其特征是:步驟10414中所述的λm為所述待配置電網(wǎng)中所有故障點(diǎn)發(fā)生編號(hào)m的故障的發(fā)生概率平均值,所述故障點(diǎn)為步驟10413中所述支路上選取的節(jié)點(diǎn)或所述待配置電網(wǎng)中的母線;
步驟20414中所述的λm'為所述待優(yōu)化電網(wǎng)中所有故障點(diǎn)發(fā)生編號(hào)m的故障的發(fā)生概率平均值,所述故障點(diǎn)為步驟20413中所述支路上選取的節(jié)點(diǎn)或所述待優(yōu)化電網(wǎng)中的母線。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、方法步驟簡(jiǎn)單且實(shí)現(xiàn)方便,投入成本較低。
2、設(shè)計(jì)合理,先以所安裝并聯(lián)電容器的總投入成本最小為目標(biāo)函數(shù),以母線上是否安裝并聯(lián)電容器和并聯(lián)電容器容量為變量,以電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和電壓偏差以及緩解電壓暫降的電壓暫降評(píng)估指標(biāo)為約束條件,得出了能有效緩解電壓暫降影響的最優(yōu)的電網(wǎng)并聯(lián)電容器配置方案;再在以上基礎(chǔ)上以所提出的電網(wǎng)的緩解電壓暫降的電網(wǎng)運(yùn)行方式評(píng)估指標(biāo)最小為目標(biāo)函數(shù),以支路上是否安裝開關(guān)和開關(guān)狀態(tài)為變量,以電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、電壓偏差等為約束條件,得出能有效緩解電壓暫降影響并兼顧電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的最優(yōu)的電網(wǎng)運(yùn)行方式(即優(yōu)化運(yùn)行方式),能夠更好地通過電網(wǎng)并聯(lián)電容器配置方案調(diào)整和運(yùn)行方式調(diào)整達(dá)到減少電壓暫降影響的目的,能夠有效地減少電壓暫降給用電企業(yè)造成的經(jīng)濟(jì)損失,能夠很好地滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)對(duì)電能供應(yīng)的要求。
3、采用故障點(diǎn)法針對(duì)母線故障和支路上各節(jié)點(diǎn)故障引起的電壓暫降進(jìn)行分析,簡(jiǎn)單易行且使用效果好。
4、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便,通過并聯(lián)電容器配置方案確定和電網(wǎng)運(yùn)行方式優(yōu)化兩個(gè)步驟即可實(shí)現(xiàn),先對(duì)電網(wǎng)的并聯(lián)電容器配置方案進(jìn)行確定,之后再對(duì)采用該并聯(lián)電容器配置方案的電網(wǎng)運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化即可。所采用的并聯(lián)電容器配置方案確定方法步驟簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且實(shí)現(xiàn)方便,為一種既考慮網(wǎng)損又能緩解電壓暫降的電網(wǎng)并聯(lián)電容器優(yōu)化配置方法;所采用的電網(wǎng)運(yùn)行方式優(yōu)化方法步驟簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且實(shí)現(xiàn)方便,既考慮網(wǎng)損又能緩解電壓暫降。
5、所采用的電網(wǎng)并聯(lián)電容器優(yōu)化配置方法設(shè)計(jì)合理,以所安裝并聯(lián)電容器的總投入成本最小為目標(biāo)函數(shù),以母線上是否安裝并聯(lián)電容器和并聯(lián)電容器容量為變量,以電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和電壓偏差以及緩解電壓暫降的電壓暫降評(píng)估指標(biāo)為約束條件,得出了能有效緩解電壓暫降影響的最優(yōu)的電網(wǎng)并聯(lián)電容器配置方法,能夠更好地通過電網(wǎng)并聯(lián)電容器配置方案調(diào)整達(dá)到減少電壓暫降影響的目的,能夠有效地減少電壓暫降給用電企業(yè)造成的經(jīng)濟(jì)損失,能夠很好地滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)對(duì)電能供應(yīng)的要求。
6、所采用的電網(wǎng)可選并聯(lián)電容器配置方案獲取方法簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且能獲取所有的可選并聯(lián)電容器配置方案,確保不會(huì)遺漏可能存在的可選并聯(lián)電容器配置方案。
7、所采用的電網(wǎng)運(yùn)行方式優(yōu)化方法設(shè)計(jì)合理,以所提出的電網(wǎng)的緩解電壓暫降的電網(wǎng)運(yùn)行方式評(píng)估指標(biāo)最小為目標(biāo)函數(shù),以支路上是否安裝開關(guān)和開關(guān)狀態(tài)為變量,以電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、電壓偏差等為約束條件,得出能有效緩解電壓暫降影響并兼顧電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的最優(yōu)的電網(wǎng)運(yùn)行方式,能夠更好地通過運(yùn)行方式調(diào)整達(dá)到減少電壓暫降影響的目的,能夠有效地減少電壓暫降給用電企業(yè)造成的經(jīng)濟(jì)損失,能夠很好地滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)對(duì)電能供應(yīng)的要求。
8、所采用的電網(wǎng)運(yùn)行方式評(píng)估指標(biāo)和電壓暫降評(píng)估指標(biāo)設(shè)計(jì)合理,不僅考慮了母線故障造成的電壓暫降,還考慮了支路故障造成的電壓暫降,能夠得到更為全面、精確的評(píng)估指標(biāo)。
9、方法步驟設(shè)計(jì)合理,先獲取待配置電網(wǎng)的所有可選并聯(lián)電容器配置方案,再通過可行性判斷篩選出可行并聯(lián)電容器配置方案,再通過電網(wǎng)網(wǎng)損判斷從可行并聯(lián)電容器配置方案中進(jìn)一步篩選出低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案,隨后從低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案中選出低電壓暫降影響并聯(lián)電容器配置方案,最后從低電壓暫降影響并聯(lián)電容器配置方案中篩選出優(yōu)化低電壓暫降影響并聯(lián)電容器配置方案,并聯(lián)電容器配置方案優(yōu)化選擇的效率高,并且逐層遞進(jìn)進(jìn)行選取,確保能簡(jiǎn)便、快速且準(zhǔn)確選出能有效緩解電壓暫降的優(yōu)化并聯(lián)電容器配置方案。因而,本發(fā)明通過對(duì)可選低電壓暫降影響并聯(lián)電容器配置方案依次進(jìn)行可行性判斷、電網(wǎng)網(wǎng)損判斷、電壓暫降影響判斷和投入成本判斷,最終確定優(yōu)化的并聯(lián)電容器配置方案。待優(yōu)化并聯(lián)電容器配置方案確定后,先采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法(具體是排列組合方法)確定待優(yōu)化電網(wǎng)的所有可選運(yùn)行方式,再通過可行性判斷篩選出可行運(yùn)行方式,再通過經(jīng)濟(jì)性判斷從可行運(yùn)行方式中進(jìn)一步篩選出經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式,最后從經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式中選出優(yōu)化運(yùn)行方式,運(yùn)行方式優(yōu)化選擇的效率高,并且逐層遞進(jìn)進(jìn)行選取,確保能簡(jiǎn)便、快速且準(zhǔn)確選出能有效緩解電壓暫降的優(yōu)化運(yùn)行方式。通過對(duì)可選運(yùn)行方式依次進(jìn)行可行性判斷、經(jīng)濟(jì)性判斷和優(yōu)化性判斷,最終確定優(yōu)化運(yùn)行方式。
10、使用效果好且實(shí)用價(jià)值高,從優(yōu)化并聯(lián)電容器配置方案和優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行的角度為電壓暫降的治理提供參考依據(jù),能夠增強(qiáng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu),降低網(wǎng)絡(luò)損耗,提高用戶的滿意度,有效地指導(dǎo)電網(wǎng)的安全運(yùn)行、規(guī)劃和改造,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,推廣應(yīng)用價(jià)值高。
綜上所述,本發(fā)明方法步驟簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且實(shí)現(xiàn)方便、使用效果好,既降低了網(wǎng)損,又能有效緩解電壓暫降,并兼顧了電網(wǎng)并聯(lián)電容器配置經(jīng)濟(jì)性,能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)的安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,推廣應(yīng)用價(jià)值高。
下面通過附圖和實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的方法流程框圖。
圖2為本發(fā)明對(duì)待配置電網(wǎng)或待優(yōu)化電網(wǎng)中各支路進(jìn)行n等分劃分的節(jié)點(diǎn)分布示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示的一種配置并聯(lián)電容器緩解電壓暫降的電網(wǎng)運(yùn)行方式確定方法,包括以下步驟:
步驟一、并聯(lián)電容器配置方案確定,過程如下:
步驟101、電網(wǎng)可選并聯(lián)電容器配置方案獲?。焊鶕?jù)待配置電網(wǎng)中各條母線上是否安裝并聯(lián)電容器與所安裝并聯(lián)電容器的容量,獲取所述待配置電網(wǎng)的多種不同可選并聯(lián)電容器配置方案;
每種所述可選并聯(lián)電容器配置方案中均包括所述待配置電網(wǎng)中各條母線的并聯(lián)電容器配置信息,每條母線的并聯(lián)電容器配置信息均包括該母線上是否安裝并聯(lián)電容器與所安裝并聯(lián)電容器的容量;
步驟102、可行性判斷:對(duì)步驟101中各可選并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)分別進(jìn)行潮流計(jì)算,并根據(jù)潮流計(jì)算結(jié)果對(duì)各可選并聯(lián)電容器配置方案分別進(jìn)行可行性判斷,從所有可選并聯(lián)電容器配置方案中篩選出可行并聯(lián)電容器配置方案;
對(duì)任一種所述可選并聯(lián)電容器配置方案進(jìn)行可行性判斷時(shí),根據(jù)潮流計(jì)算得出的該可選并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)中各條母線的電壓進(jìn)行判斷:當(dāng)該可選并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)中所有母線的電壓均在[Umin,Umax]內(nèi)時(shí),判斷為該可選并聯(lián)電容器配置方案為可行并聯(lián)電容器配置方案,否則判斷為該可選并聯(lián)電容器配置方案為不可行并聯(lián)電容器配置方案;其中,Umin為所述待配置電網(wǎng)中母線的最小允許電壓,Umax為所述待配置電網(wǎng)中母線的最大允許電壓;
步驟103、電網(wǎng)網(wǎng)損判斷:對(duì)步驟102中篩選出的所有可行并聯(lián)電容器配置方案分別進(jìn)行電網(wǎng)網(wǎng)損判斷,并根據(jù)電網(wǎng)網(wǎng)損判斷結(jié)果,從所有可行并聯(lián)電容器配置方案中篩選出低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案;本步驟中,所篩選出低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案的數(shù)量為H,其中H為正整數(shù);
對(duì)任一種所述可行并聯(lián)電容器配置方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性判斷時(shí),根據(jù)該可行并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)的網(wǎng)損率進(jìn)行判斷:當(dāng)該可行并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)的網(wǎng)損率不大于γset時(shí),判斷為該可行并聯(lián)電容器配置方案為低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案;否則,判斷為該可行并聯(lián)電容器配置方案為高網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案;其中,γset為預(yù)先設(shè)定的網(wǎng)損率判斷閾值;
步驟104、電壓暫降影響判斷,過程如下:
步驟1041、電網(wǎng)電壓暫降評(píng)估指標(biāo)計(jì)算:對(duì)步驟103中篩選出的H種所述低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)的電網(wǎng)電壓暫降評(píng)估指標(biāo)分別進(jìn)行計(jì)算;
其中,對(duì)第h種所述低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)的電網(wǎng)電壓暫降評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算時(shí),包括以下步驟:
步驟10411、母線電壓暫降矩陣獲?。韩@取第h種所述低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)的母線電壓暫降矩陣,該母線電壓暫降矩陣記作其中,m為故障類型編號(hào)且m=1、2、3或4,m=1表示單相接地短路故障,m=2表示兩相相間短路故障,m=3表示三相相間短路故障,m=4表示兩相接地短路故障;
其中,i為正整數(shù)且i=1、2、…、T,j為正整數(shù)且j=1、2、…、T,T為所述待配置電網(wǎng)中母線的總數(shù)量;表示第h種低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下編號(hào)為i的母線發(fā)生編號(hào)為m的故障時(shí),編號(hào)為j的母線的三相電壓暫降值;h為所述低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案的編號(hào),h為正整數(shù)且h=1、2、…、H;中第i行元素表示第h種低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下編號(hào)為i的母線發(fā)生編號(hào)為m的故障時(shí),所述待配置電網(wǎng)中各母線的電壓暫降值;中第j列元素表示第h種低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下電網(wǎng)中各條母線分別發(fā)生編號(hào)為m的故障時(shí),編號(hào)為j的母線的電壓暫降值;
步驟10412、母線電壓暫降凹陷域矩陣獲?。焊鶕?jù)步驟10411中所述的并結(jié)合預(yù)先設(shè)定的電網(wǎng)電壓暫降閾值uthre,獲取第h種所述低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)的母線電壓暫降凹陷域矩陣,該母線電壓暫降凹陷域矩陣記作
其中,或1;對(duì)的取值進(jìn)行確定時(shí),當(dāng)中至少一相電壓暫降值低于電網(wǎng)電壓暫降閾值uthre時(shí),否則,表示第h種低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下編號(hào)為i的母線發(fā)生編號(hào)為m的故障時(shí),編號(hào)為j的母線發(fā)生電壓暫降;
中的第i行元素表示第h種低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下編號(hào)為i的母線發(fā)生編號(hào)為m的故障時(shí)的電壓暫降情況,中的第j列元素表示第h種低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下編號(hào)為j的母線受所述待配置電網(wǎng)中各條母線發(fā)生編號(hào)為m的故障影響并發(fā)生電壓暫降的頻次;
步驟10413、支路電壓暫降凹陷域矩陣獲?。韩@取第h種所述低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)的支路電壓暫降凹陷域矩陣,該支路電壓暫降凹陷域矩陣記作
其中,為編號(hào)為j的母線受第r條支路發(fā)生編號(hào)為m的故障影響并發(fā)生電壓暫降的頻次,r為所述待配置電網(wǎng)中支路的編號(hào),r為正整數(shù)且r=1、2、…、W,其中W為所述待配置電網(wǎng)中支路的數(shù)量;根據(jù)進(jìn)行確定;所述的為第h種所述低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)中第r條支路的電壓暫降凹陷域矩陣,且
所述的根據(jù)第h種所述低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)中第r條支路的電壓暫降矩陣并結(jié)合步驟10412中所述的uthre進(jìn)行確定;所述的其中表示第h種低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)中第r條支路上的第n'個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生編號(hào)為m的故障時(shí)編號(hào)為j的母線的三相電壓暫降值;n'為正整數(shù)且n'=1、2、…、n,n為第r條支路上預(yù)先選取的節(jié)點(diǎn)數(shù)量且n為正整數(shù),n'為第r條支路上節(jié)點(diǎn)的編號(hào);lr表示第r條支路;
所述的中,或1;對(duì)的取值進(jìn)行確定時(shí),當(dāng)中至少一相電壓暫降值低于電網(wǎng)電壓暫降閾值uthre時(shí),否則,表示第h種低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下第r條支路上第n'個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生編號(hào)為m的故障時(shí),編號(hào)為j的母線發(fā)生電壓暫降;
步驟10414、電網(wǎng)電壓暫降評(píng)估指標(biāo)計(jì)算:根據(jù)公式計(jì)算第h種低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)的電網(wǎng)電壓暫降評(píng)估指標(biāo),該指標(biāo)記作Dh;所述的Dh為用于評(píng)價(jià)緩解電壓暫降的評(píng)估指標(biāo);
其中,λm為預(yù)先設(shè)定的所述待配置電網(wǎng)發(fā)生編號(hào)m的故障的發(fā)生概率,為編號(hào)為j的母線受所述待配置電網(wǎng)中各母線和各支路發(fā)生編號(hào)m的故障影響并產(chǎn)生電壓暫降的頻次總和,
步驟10415、多次重復(fù)步驟10411至步驟10414,直至獲得H種所述低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)的電網(wǎng)電壓暫降評(píng)估指標(biāo);
步驟1042、低電壓暫降影響配置方案確定:對(duì)步驟10415中獲得的H種所述低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)的電網(wǎng)電壓暫降評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行比較,并根據(jù)所述電網(wǎng)電壓暫降評(píng)估指標(biāo)數(shù)值由小到大的順序,由前至后對(duì)H種所述低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案進(jìn)行排序,再從排序后的H種所述低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案中選取前H'種所述低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案作為低電壓暫降影響并聯(lián)電容器配置方案;
其中,H'為正整數(shù)且
步驟105、投入成本判斷,過程如下:
步驟1051、投入成本計(jì)算:對(duì)步驟1042中獲得的所有低電壓暫降影響并聯(lián)電容器配置方案的投入成本分別進(jìn)行計(jì)算;
對(duì)任一種所述低電壓暫降影響并聯(lián)電容器配置方案的投入成本進(jìn)行計(jì)算時(shí),根據(jù)該低電壓暫降影響并聯(lián)電容器配置方案中每條母線的并聯(lián)電容器配置信息,對(duì)該低電壓暫降影響并聯(lián)電容器配置方案中需安裝的所有并聯(lián)電容器的總成本進(jìn)行計(jì)算,并將所確定的所有并聯(lián)電容器的總成本作為該低電壓暫降影響并聯(lián)電容器配置方案的投入成本;
步驟1052、優(yōu)化并聯(lián)電容器配置方案確定:對(duì)步驟1051中計(jì)算得出的所有低電壓暫降影響并聯(lián)電容器配置方案的投入成本進(jìn)行比較,選取投入成本最低的所述低電壓暫降影響并聯(lián)電容器配置方案作為所述待配置電網(wǎng)的優(yōu)化并聯(lián)電容器配置方案;
采用步驟1052中所確定優(yōu)化并聯(lián)電容器配置方案的所述待配置電網(wǎng)為所述待優(yōu)化電網(wǎng);
步驟二、電網(wǎng)運(yùn)行方式優(yōu)化:對(duì)步驟1052中所述待優(yōu)化電網(wǎng)的優(yōu)化運(yùn)行方式進(jìn)行確定,過程如下:
步驟201、電網(wǎng)可選運(yùn)行方式確定:根據(jù)所述待優(yōu)化電網(wǎng)中各支路上是否安裝開關(guān)與所安裝開關(guān)的狀態(tài),對(duì)所述待優(yōu)化電網(wǎng)的所有可選運(yùn)行方式進(jìn)行確定;
所述可選運(yùn)行方式的總數(shù)量為3W種,3W種所述可選運(yùn)行方式分別為所述待優(yōu)化電網(wǎng)在3W種不同的支路開關(guān)狀態(tài)時(shí)的運(yùn)行方式,3W種所述可選運(yùn)行方式分別與3W種不同的所述支路開關(guān)狀態(tài)一一對(duì)應(yīng);
3W種所述支路開關(guān)狀態(tài)中第a種所述可選運(yùn)行方式對(duì)應(yīng)的所述支路開關(guān)狀態(tài)記作αa=[α1,a,α2,a,…αr,a,…,αW,a];其中,a為所述可選運(yùn)行方式的編號(hào),a為正整數(shù)且a=1、2、…、3W;r為所述待優(yōu)化電網(wǎng)中支路的編號(hào),r為正整數(shù)且r=1、2、…、W;αr,a為第a種可選運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)中第r條支路的開關(guān)狀態(tài)變量,αr,a=0、1或2,αr,a=0表示第a種可選運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)中第r條支路上不安裝開關(guān),αr,a=1表示第a種可選運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)中第r條支路上安裝開關(guān)且所安裝開關(guān)處于閉合狀態(tài),αr,a=2表示第a種可選運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)中第r條支路上安裝開關(guān)且所安裝開關(guān)處于斷開狀態(tài);
步驟202、可行性判斷:對(duì)步驟201中3W種所述可選運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)分別進(jìn)行潮流計(jì)算,并根據(jù)潮流計(jì)算結(jié)果對(duì)各可選運(yùn)行方式分別進(jìn)行可行性判斷,從3W種所述可選運(yùn)行方式中篩選出可行運(yùn)行方式;
對(duì)任一種所述可選運(yùn)行方式進(jìn)行可行性判斷時(shí),根據(jù)潮流計(jì)算得出的該可選運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)中各條母線的電壓進(jìn)行判斷:當(dāng)該可選運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)中所有母線的電壓均在[Umin,Umax]內(nèi)時(shí),判斷為該可選運(yùn)行方式為可行運(yùn)行方式,否則判斷為該可選運(yùn)行方式為不可行運(yùn)行方式;
步驟203、經(jīng)濟(jì)性判斷:對(duì)步驟202中篩選出的所有可行運(yùn)行方式分別進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性判斷,并根據(jù)經(jīng)濟(jì)性判斷結(jié)果,從所有可行運(yùn)行方式中篩選出經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式;本步驟中,所篩選出經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的數(shù)量為E,其中E為正整數(shù);
對(duì)任一種所述可行運(yùn)行方式進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性判斷時(shí),根據(jù)該可行運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)的網(wǎng)損率進(jìn)行判斷:當(dāng)該可行運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)的網(wǎng)損率不大于γset時(shí),判斷為該可行運(yùn)行方式為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式;否則,判斷為該可行運(yùn)行方式為不經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式;其中,γset為預(yù)先設(shè)定的網(wǎng)損率判斷閾值;
步驟204、優(yōu)化性判斷,過程如下:
步驟2041、電網(wǎng)運(yùn)行方式評(píng)估指標(biāo)計(jì)算:對(duì)步驟203中篩選出的E種所述經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)的電網(wǎng)運(yùn)行方式評(píng)估指標(biāo)分別進(jìn)行計(jì)算;
其中,對(duì)第e種所述經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)的電網(wǎng)運(yùn)行方式評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算時(shí),包括以下步驟:
步驟20411、母線電壓暫降矩陣獲?。韩@取第e種所述經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)的母線電壓暫降矩陣,該母線電壓暫降矩陣記作
其中,表示第e種經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下編號(hào)為i的母線發(fā)生編號(hào)為m的故障時(shí),編號(hào)為j的母線的三相電壓暫降值;e為所述經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的編號(hào),e為正整數(shù)且e=1、2、…、E;中第i行元素表示第e種經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下編號(hào)為i的母線發(fā)生編號(hào)為m的故障時(shí),所述待優(yōu)化電網(wǎng)中各母線的電壓暫降值;中第j列元素表示第e種經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下電網(wǎng)中各條母線分別發(fā)生編號(hào)為m的故障時(shí),編號(hào)為j的母線的電壓暫降值;
步驟20412、母線電壓暫降凹陷域矩陣獲?。焊鶕?jù)步驟20411中所述的并結(jié)合預(yù)先設(shè)定的電網(wǎng)電壓暫降閾值uthre,獲取第e種所述經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)的母線電壓暫降凹陷域矩陣,該母線電壓暫降凹陷域矩陣記作
其中,或1;對(duì)的取值進(jìn)行確定時(shí),當(dāng)中至少一相電壓暫降值低于電網(wǎng)電壓暫降閾值uthre時(shí),否則,表示第e種經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下編號(hào)為i的母線發(fā)生編號(hào)為m的故障時(shí),編號(hào)為j的母線發(fā)生電壓暫降;
中的第i行元素表示第e種經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下編號(hào)為i的母線發(fā)生編號(hào)為m的故障時(shí)的電壓暫降情況,中的第j列元素表示第e種經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下編號(hào)為j的母線受所述待優(yōu)化電網(wǎng)中各條母線發(fā)生編號(hào)為m的故障影響并發(fā)生電壓暫降的頻次;
步驟20413、支路電壓暫降凹陷域矩陣獲?。韩@取第e種所述經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)的支路電壓暫降凹陷域矩陣,該支路電壓暫降凹陷域矩陣記作
其中,為編號(hào)為j的母線受第r條支路發(fā)生編號(hào)為m的故障影響并發(fā)生電壓暫降的頻次;根據(jù)進(jìn)行確定;所述的為第e種所述經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)中第r條支路的電壓暫降凹陷域矩陣,且
所述的根據(jù)第e種所述經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)中第r條支路的電壓暫降矩陣并結(jié)合步驟20412中所述的uthre進(jìn)行確定;所述的其中表示第e種經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)中第r條支路上的第n'個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生編號(hào)為m的故障時(shí)編號(hào)為j的母線的三相電壓暫降值;n'為正整數(shù)且n'=1、2、…、n,n為第r條支路上預(yù)先選取的節(jié)點(diǎn)數(shù)量且n為正整數(shù),n'為第r條支路上節(jié)點(diǎn)的編號(hào);lr表示第r條支路;
所述的中,或1;對(duì)的取值進(jìn)行確定時(shí),當(dāng)中至少一相電壓暫降值低于電網(wǎng)電壓暫降閾值uthre時(shí),否則,表示第e種經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下第r條支路上第n'個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生編號(hào)為m的故障時(shí),編號(hào)為j的母線發(fā)生電壓暫降;
步驟20414、電網(wǎng)運(yùn)行方式評(píng)估指標(biāo)計(jì)算:根據(jù)公式計(jì)算第e種經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)的電網(wǎng)運(yùn)行方式評(píng)估指標(biāo),該指標(biāo)記作De;所述的De為用于評(píng)價(jià)緩解電壓暫降的評(píng)估指標(biāo);
其中,λm'為預(yù)先設(shè)定的所述待優(yōu)化電網(wǎng)發(fā)生編號(hào)m的故障的發(fā)生概率,為編號(hào)為j的母線受所述待優(yōu)化電網(wǎng)中各母線和各支路發(fā)生編號(hào)m的故障影響并產(chǎn)生電壓暫降的頻次總和,
步驟20415、多次重復(fù)步驟20411至步驟20414,直至獲得E種所述經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)的電網(wǎng)運(yùn)行方式評(píng)估指標(biāo);
步驟2042、優(yōu)化運(yùn)行方式確定:對(duì)步驟20415中獲得的E種所述經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)的電網(wǎng)運(yùn)行方式評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行比較,選取電網(wǎng)運(yùn)行方式評(píng)估指標(biāo)數(shù)值最小的所述經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式作為所述待優(yōu)化電網(wǎng)的優(yōu)化運(yùn)行方式。
本實(shí)施例中,步驟101中所述的W≥10,步驟10411中所述的T≥5。
步驟101中進(jìn)行并聯(lián)電容器配置方案獲取時(shí),先確定各母線上所安裝并聯(lián)電容器可能存在的所有容量(即可選容量),再采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法獲取待配置電網(wǎng)的所有可選并聯(lián)電容器配置方案,能確保對(duì)所有可選并聯(lián)電容器配置方案進(jìn)行判斷,并將所找出的所有可選并聯(lián)電容器配置方案作為后續(xù)進(jìn)行可行性判斷、電網(wǎng)網(wǎng)損判斷、電壓暫降影響判斷和投入成本判斷的基礎(chǔ),確保分析判斷的全面性。
步驟101中獲取可選并聯(lián)電容器配置方案后,由于可選并聯(lián)電容器配置方案僅僅是通過各條母線上是否安裝并聯(lián)電容器和安裝并聯(lián)電容器容量大小的可能性,用排列組合的方式得到的,而沒有考慮電網(wǎng)運(yùn)行的可行性和電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和安全運(yùn)行,因此通過步驟102中對(duì)各母線的電壓進(jìn)行判斷,能篩除掉由于并聯(lián)電容器造成的負(fù)荷電壓不合格的情況,從可選并聯(lián)電容器配置方案獲得可行并聯(lián)電容器配置方案。這樣,后續(xù)無需對(duì)各可選并聯(lián)電容器配置方案分別進(jìn)行判斷,只需對(duì)可行并聯(lián)電容器配置方案進(jìn)行判斷即可,大大縮小了所述待配置電網(wǎng)并聯(lián)電容器配置方案的判斷計(jì)算量。
由于降低網(wǎng)損率是電力公司考核電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的主要指標(biāo),利用步驟103中的網(wǎng)損率對(duì)所述待配置電網(wǎng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性判斷,從可行并聯(lián)電容器配置中篩選出低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案,可使并聯(lián)電容器的配置考慮到電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,并從進(jìn)一步考慮緩解電壓暫降的角度進(jìn)行進(jìn)一步篩選,大大減少了計(jì)算量。
步驟104中母線電壓暫降凹陷域矩陣和支路電壓暫降凹陷域矩陣中的行向量清晰地反映了母線和支路故障引起母線的電壓暫降情況,列向量清晰地反映了母線受母線和支路故障影響發(fā)生電壓暫降的頻次,電壓暫降評(píng)估評(píng)估指標(biāo)反映了母線和支路故障引起的電壓暫降頻次,可用該指標(biāo)評(píng)判該低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下電網(wǎng)敏感負(fù)荷受電壓暫降影響的情況,獲得低電壓暫降影響并聯(lián)電容器配置方案;再對(duì)各并聯(lián)電容器配置方案的投入成本進(jìn)行計(jì)算,選出投入成本最低的并聯(lián)電容器配置方案作為并聯(lián)電容器的優(yōu)化配置方案,因而最后獲得的優(yōu)化配置方案既經(jīng)濟(jì)又可以緩解電壓暫降。
母線故障類型和支路故障類型均有以下四種:?jiǎn)蜗嘟拥毓收?、兩相相間短路、兩相接地短路和三相相間短路。其中,三相相間短路故障產(chǎn)生的危害和影響最嚴(yán)重,而單相接地故障的發(fā)生概率最大,因而應(yīng)針對(duì)不同故障類型分別分析所引起的電壓暫降。
本實(shí)施例中,步驟101中獲取母線電壓暫降矩陣時(shí),采用故障點(diǎn)法對(duì)進(jìn)行確定。
實(shí)際對(duì)母線電壓暫降矩陣中的第i行元素進(jìn)行確定時(shí),采用故障點(diǎn)法,對(duì)第h種所述經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下待配置電網(wǎng)中編號(hào)為i的母線分別發(fā)生上述四種故障時(shí)待配置電網(wǎng)中各條母線的電壓暫降值進(jìn)行計(jì)算。其中,故障點(diǎn)法為一種仿真方法,詳見肖先勇、馬超、李勇發(fā)表的《線路故障引起電壓凹陷的頻次最大熵評(píng)估》[J]一文(《中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)》,2009,VOL.29,(1):第87-93頁)中公開的內(nèi)容。另外,《電源技術(shù)》2012年12期中湯海燕、王崇林、邵國慶、黃倩、湯巧云發(fā)表的《一種電壓暫降及電壓凹陷域的計(jì)算方法》一文中,對(duì)故障點(diǎn)法進(jìn)行了介紹。
本實(shí)施例中,m=1表示故障類型為單相接地故障,m=2表示故障類型為兩相相間短路,m=3表示故障類型為三相相間短路,m=4表示故障類型為兩相接地短路。實(shí)際使用時(shí),可以根據(jù)具體需要,對(duì)四種故障類型的編號(hào)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。
需說明的是:母線電壓暫降矩陣中的表示編號(hào)為i的母線發(fā)生編號(hào)為m的故障時(shí)編號(hào)為j的母線的三相電壓暫降值,該三相電壓暫降值為編號(hào)為j的母線當(dāng)前狀態(tài)下的三相電壓值,而不是編號(hào)為j的母線的三相電壓暫降的深度。
實(shí)際使用時(shí),待配置電網(wǎng)中的各條母線所供電為單相電、兩相電或三相電。其中,當(dāng)編號(hào)為j的母線所供電為單相電時(shí),該條母線中包括一根相線和一根零線,中的一相電壓暫降值為該條母線所供單相電的電壓暫降值,其余兩相電壓暫降值均設(shè)定為空(用PULL表示)或均設(shè)定為無窮大;當(dāng)編號(hào)為j的母線所供電為兩相電時(shí),該條母線中包括兩根相線和一根零線,中的兩相電壓暫降值分別為該條母線所供兩相電的電壓暫降值,另外一相電壓暫降值設(shè)定為空(用PULL表示)或設(shè)定為無窮大;當(dāng)編號(hào)為j的母線所供電為三相電時(shí),該條母線中包括三根相線和一根零線,中的三相電壓暫降值分別為該條母線所供三相電的電壓暫降值;
步驟10413中對(duì)第h種所述低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)中第r條支路的電壓暫降矩陣進(jìn)行確定時(shí),所采用的方法與母線電壓暫降矩陣中第i行元素的確定方法相同。
實(shí)際使用時(shí),步驟10412中所述的uthre=0.7~0.9,uthre為標(biāo)么值。
本實(shí)施例中,Uthre=0.7。具體應(yīng)用時(shí),可以根據(jù)實(shí)際需要,對(duì)Uthre的取值大小進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。
本實(shí)施例中,步驟102中所述的Umin=0.95,所述的Umax=1.05,Umin和Umax均為標(biāo)么值。
實(shí)際使用時(shí),本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》或《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》,能簡(jiǎn)便確定uthre、Umin和Umax的有名值。
需說明的是:本發(fā)明申請(qǐng)文件中,所有的參數(shù)均為標(biāo)么值。
本實(shí)施例中,步驟102中當(dāng)判斷得出該可選運(yùn)行方式下所述待配置電網(wǎng)中所有母線的電壓均在[Umin,Umax]內(nèi)時(shí),判斷為該可選運(yùn)行方式為可行運(yùn)行方式,說明該可選運(yùn)行方式下所述待配置電網(wǎng)的電壓偏差校驗(yàn)符合要求。
步驟10413中對(duì)進(jìn)行確定前,先沿第h種所述經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下所述待配置電網(wǎng)中第r條支路的電流流向在第r條支路上選取n個(gè)節(jié)點(diǎn),所選取的節(jié)點(diǎn)中包括第r條支路的末端點(diǎn)。
本實(shí)施例中,本步驟中所選取的n個(gè)所述節(jié)點(diǎn)呈均勻分布。
如圖2所示,步驟10413中進(jìn)行支路電壓暫降凹陷域矩陣獲取時(shí),定義支路首端節(jié)點(diǎn)為0節(jié)點(diǎn),定義支路末端節(jié)點(diǎn)的編號(hào)為n,中間各節(jié)點(diǎn)的編號(hào)依次為1、2、…、n-1,并對(duì)第h種所述經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下待配置電網(wǎng)設(shè)置在各支路上編號(hào)為1、2、…、n的節(jié)點(diǎn)上分別設(shè)置單相接地短路、兩相相間短路、三相相間短路和兩相接地短路四種類型的故障。
本實(shí)施例中,步驟102中篩選出可行并聯(lián)電容器配置方案的數(shù)量為K。
步驟103中對(duì)第k種所述并聯(lián)電容器配置方案下待配置電網(wǎng)的網(wǎng)損率γk進(jìn)行計(jì)算時(shí),根據(jù)公式進(jìn)行計(jì)算,其中,Ir,k為第k種所述可行并聯(lián)電容器配置方案下待配置電網(wǎng)中第r條支路的電流,Rr為待配置電網(wǎng)中第r條支路的電阻,Pi為編號(hào)為i的母線上負(fù)荷的有功功率。為第k種可行并聯(lián)電容器配置方案下電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)損耗,為第k種可行并聯(lián)電容器配置方案下電網(wǎng)的總的有功功率。k為所述可行并聯(lián)電容器配置方案的編號(hào),k為正整數(shù)且k=1、2、…、K。
本實(shí)施例中,步驟101至步驟104中均采用數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行處理,實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便且處理速度非???。
本實(shí)施例中,步驟10414中所述的λm為所述待配置電網(wǎng)中所有故障點(diǎn)發(fā)生編號(hào)m的故障的發(fā)生概率平均值,所述故障點(diǎn)為步驟10413中所述支路上選取的節(jié)點(diǎn)或所述待配置電網(wǎng)中的母線。
并且,步驟10414中所述的λm通過概率統(tǒng)計(jì)的方法獲得,根據(jù)預(yù)先統(tǒng)計(jì)的與所述待配置電網(wǎng)相同的已運(yùn)行電網(wǎng)中各條母線和各支路發(fā)生故障的故障信息進(jìn)行確定。
此處:與待配置電網(wǎng)相同的已運(yùn)行電網(wǎng)指的是線路參數(shù)、負(fù)荷情況等與待配置電網(wǎng)基本相同的電網(wǎng),該電網(wǎng)發(fā)生故障的情況與待配置電網(wǎng)類似,具有借鑒價(jià)值。準(zhǔn)確地說,與待配置電網(wǎng)相同的已運(yùn)行電網(wǎng)為與待配置電網(wǎng)類似的電網(wǎng),實(shí)踐中不存在完全相同的電網(wǎng)。
對(duì)待配置電網(wǎng)或與待配置電網(wǎng)相同的已運(yùn)行電網(wǎng)中各條母線發(fā)生故障的故障信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)時(shí),需對(duì)統(tǒng)計(jì)期內(nèi)所統(tǒng)計(jì)電網(wǎng)中各條母線發(fā)生的總故障次數(shù)以及各次故障的類型進(jìn)行統(tǒng)計(jì),統(tǒng)計(jì)期不小于1年。
本實(shí)施例中,步驟103中所述的γset=4%~6%。
本實(shí)施例中,步驟10413中所述的n=10~200。
本實(shí)施例中,步驟101中所述待配置電網(wǎng)中母線的電壓等級(jí)包括4種電壓等級(jí),4種電壓等級(jí)分別為110kV、35kV、10kV和6kV;
步驟101中進(jìn)行電網(wǎng)可選并聯(lián)電容器配置方案獲取之前,先對(duì)所述待配置電網(wǎng)中各條母線的電壓等級(jí)分別進(jìn)行確定,并對(duì)所述待配置電網(wǎng)中4種電壓等級(jí)下母線的數(shù)量分別進(jìn)行確定;
步驟101中所述可選并聯(lián)電容器配置方案的數(shù)量為Q種,其中Q為正整數(shù)且g為電壓等級(jí)編號(hào)且g=1、2、3或4,g=1表示電壓等級(jí)為110kV,g=2表示電壓等級(jí)為35kV,g=3表示電壓等級(jí)為10kV,g=4表示電壓等級(jí)為6kV;Fg表示所述待配置電網(wǎng)中編號(hào)為g的電壓等級(jí)下母線的數(shù)量,F(xiàn)g為整數(shù)且qg表示編號(hào)為g的電壓等級(jí)下母線上所安裝單臺(tái)并聯(lián)電容器的容量最小值,QCg表示編號(hào)為g的電壓等級(jí)下母線上所安裝單臺(tái)并聯(lián)電容器的容量最大值。
因而,所述待配置電網(wǎng)中僅包括以上四種電壓等級(jí)下的母線。
本實(shí)施例中,Q種所述可選并聯(lián)電容器配置方案中第p種所述可選并聯(lián)電容器配置方案記作Qp=[Q1,p,Q2,p,…,Qi,p,…,QT,p],Qi,p表示第p種可選并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)中編號(hào)為i的母線上所安裝并聯(lián)電容器的容量,Qi,p≥0,Qi,p=0表示第p種可選并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)中編號(hào)為i的母線上不安裝并聯(lián)電容器,Qi,p>0表示第p種可選并聯(lián)電容器配置方案下所述待配置電網(wǎng)中編號(hào)為i的母線上安裝并聯(lián)電容器且所安裝并聯(lián)電容器的容量為Qi,p;i為所述待配置電網(wǎng)中母線的編號(hào),i為正整數(shù)且i=1、2、…、T。
本實(shí)施例中,步驟101中進(jìn)行電網(wǎng)可選并聯(lián)電容器配置方案獲取之前,對(duì)所述待配置電網(wǎng)中各條母線上所安裝并聯(lián)電容器的可選容量分別進(jìn)行確定;
其中,所述待配置電網(wǎng)中編號(hào)為g的電壓等級(jí)下各條母線上所安裝并聯(lián)電容器的可選容量有Qg種,Qg為正整數(shù)且Qg種所述可選容量記作Q'g=[0,Q1,g,Q2,g,…,Qi',g,…,QN',g],i'為整數(shù)且i=0、1、2、…、N',N'為正整數(shù)且N'=Qg-1;Qg'中Qg種所述可選容量由小到大進(jìn)行排列且相鄰兩個(gè)所述可選容量之間的差值為qg。
本實(shí)施例中,步驟1051中對(duì)任一種所述低電壓暫降影響并聯(lián)電容器配置方案的投入成本進(jìn)行計(jì)算時(shí),先根據(jù)該低電壓暫降影響并聯(lián)電容器配置方案中每條母線的并聯(lián)電容器配置信息,對(duì)該條母線上需安裝的所有并聯(lián)電容器的數(shù)量分別進(jìn)行確定,并結(jié)合該母線的電壓等級(jí),對(duì)該條母線上需安裝的單臺(tái)并聯(lián)電容器的成本進(jìn)行確定,進(jìn)而確定出該母線需安裝并聯(lián)電容器的投入成本,最終確定該配置方案的投入成本。
由上述內(nèi)容可知,本發(fā)明步驟一中進(jìn)行優(yōu)化并聯(lián)電容器配置方案確定時(shí),先獲取待配置電網(wǎng)的可選并聯(lián)電容器配置方案,再從可選并聯(lián)電容器配置方案中篩選出可行并聯(lián)電容器配置方案,之后從可行并聯(lián)電容器配置方案中確定低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案,再計(jì)算每種低網(wǎng)損并聯(lián)電容器配置方案下的緩解電壓暫降的電壓暫降評(píng)估指標(biāo),并根據(jù)該指標(biāo)確定低電壓暫降影響并聯(lián)電容器配置方案,最后確定出投入成本最低的優(yōu)化并聯(lián)電容器經(jīng)濟(jì)配置方案,所得出的優(yōu)化并聯(lián)電容器經(jīng)濟(jì)配置方案能有效緩解電壓暫降影響且經(jīng)濟(jì)使用,能夠更好地通過電網(wǎng)并聯(lián)電容器配置方案調(diào)整達(dá)到減少電壓暫降影響的目的,能夠有效地減少電壓暫降給用電企業(yè)造成的經(jīng)濟(jì)損失,能夠很好地滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)對(duì)電能供應(yīng)的要求。
步驟201中進(jìn)行可選運(yùn)行方式確定時(shí),采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法找出待優(yōu)化電網(wǎng)的所有運(yùn)行方式,能確保對(duì)所有運(yùn)行方式進(jìn)行判斷,并將所找出的所有可選運(yùn)行方式作為后續(xù)進(jìn)行可行性判斷、經(jīng)濟(jì)性判斷和優(yōu)化性判斷的基礎(chǔ),確保分析判斷的全面性。
由于可選運(yùn)行方式僅僅是通過各條支路上的安裝開關(guān)和開關(guān)狀態(tài)的可能性,用排列組合的方式得到的,而沒有考慮電網(wǎng)運(yùn)行的可行性和電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和安全運(yùn)行,因此通過步驟202中對(duì)各母線的電壓進(jìn)行判斷,能有效篩除掉由于開關(guān)變換造成的負(fù)荷電壓不合格的情況,從可選運(yùn)行方式獲得可行運(yùn)行方式。進(jìn)行步驟202,可使所述待優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行方式的經(jīng)濟(jì)性判斷不需要對(duì)可選運(yùn)行方式進(jìn)行判斷,只需對(duì)可行運(yùn)行方式進(jìn)行判斷,大大縮小了所述待優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行方式的經(jīng)濟(jì)性判斷的計(jì)算量。
由于降低網(wǎng)損率是電力公司考核電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的主要指標(biāo),利用步驟203中的網(wǎng)損率對(duì)所述待優(yōu)化電網(wǎng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性判斷,從可行運(yùn)行方式中篩選出所述待優(yōu)化電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式,可使進(jìn)一步考慮緩解電壓暫降的角度待優(yōu)化運(yùn)行方式的總數(shù)變少,大大減少了計(jì)算量。
步驟204中母線電壓暫降凹陷域矩陣和支路電壓暫降凹陷域矩陣中的行向量清晰地反映了母線和支路故障引起母線的電壓暫降情況,列向量清晰地反映了母線受母線和支路故障影響發(fā)生電壓暫降的頻次,運(yùn)行方式評(píng)估指標(biāo)反映了母線和支路故障引起的電壓暫降頻次,可用該指標(biāo)評(píng)判該運(yùn)行方式下電網(wǎng)電壓暫降的情況,利用該指標(biāo)可對(duì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式進(jìn)行緩解電壓暫降的判斷,最后獲得的優(yōu)化的運(yùn)行方式既經(jīng)濟(jì)又可以緩解電壓暫降。
母線故障類型和支路故障類型均有以下四種:?jiǎn)蜗嘟拥毓收稀上嘞嚅g短路、兩相接地短路和三相相間短路。其中,三相相間短路故障產(chǎn)生的危害和影響最嚴(yán)重,而單相接地故障的發(fā)生概率最大,因而應(yīng)針對(duì)不同故障類型分別分析所引起的電壓暫降。
本實(shí)施例中,步驟201中獲取母線電壓暫降矩陣時(shí),采用故障點(diǎn)法對(duì)進(jìn)行確定。
實(shí)際對(duì)母線電壓暫降矩陣中的第i行元素進(jìn)行確定時(shí),采用故障點(diǎn)法,對(duì)第e種所述經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下待優(yōu)化電網(wǎng)中編號(hào)為i的母線分別發(fā)生上述四種故障時(shí)待優(yōu)化電網(wǎng)中各條母線的電壓暫降值進(jìn)行計(jì)算。其中,故障點(diǎn)法為一種仿真方法,詳見肖先勇、馬超、李勇發(fā)表的《線路故障引起電壓凹陷的頻次最大熵評(píng)估》[J]一文(《中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)》,2009,VOL.29,(1):第87-93頁)中公開的內(nèi)容。另外,《電源技術(shù)》2012年12期中湯海燕、王崇林、邵國慶、黃倩、湯巧云發(fā)表的《一種電壓暫降及電壓凹陷域的計(jì)算方法》一文中,對(duì)故障點(diǎn)法進(jìn)行了介紹。
電網(wǎng)運(yùn)行方式指調(diào)度機(jī)構(gòu)編制的用于指導(dǎo)電網(wǎng)運(yùn)行、檢修和事故處理的年度、月度、日調(diào)度運(yùn)行方式和節(jié)日、特殊時(shí)期的調(diào)度運(yùn)行方式。運(yùn)行方式編制的原則:凡由調(diào)度機(jī)構(gòu)統(tǒng)一調(diào)度的所有發(fā)電設(shè)備應(yīng)納入電網(wǎng)進(jìn)行電力、電量平衡,并納入發(fā)電調(diào)度計(jì)劃的范圍。電網(wǎng)運(yùn)行方式的安排應(yīng)充分考慮電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、電源與負(fù)荷的分布以及設(shè)備運(yùn)行的限制等,做到安全性、穩(wěn)定性、可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性。
本實(shí)施例中,m=1表示故障類型為單相接地故障,m=2表示故障類型為兩相相間短路,m=3表示故障類型為三相相間短路,m=4表示故障類型為兩相接地短路。實(shí)際使用時(shí),可以根據(jù)具體需要,對(duì)四種故障類型的編號(hào)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。
需說明的是:母線電壓暫降矩陣中的表示編號(hào)為i的母線發(fā)生編號(hào)為m的故障時(shí)編號(hào)為j的母線的三相電壓暫降值,該三相電壓暫降值為編號(hào)為j的母線當(dāng)前狀態(tài)下的三相電壓值,而不是編號(hào)為j的母線的三相電壓暫降的深度。
實(shí)際使用時(shí),待優(yōu)化電網(wǎng)中的各條母線所供電為單相電、兩相電或三相電。其中,當(dāng)編號(hào)為j的母線所供電為單相電時(shí),該條母線中包括一根相線和一根零線,中的一相電壓暫降值為該條母線所供單相電的電壓暫降值,其余兩相電壓暫降值均設(shè)定為空(用PULL表示)或均設(shè)定為無窮大;當(dāng)編號(hào)為j的母線所供電為兩相電時(shí),該條母線中包括兩根相線和一根零線,中的兩相電壓暫降值分別為該條母線所供兩相電的電壓暫降值,另外一相電壓暫降值設(shè)定為空(用PULL表示)或設(shè)定為無窮大;當(dāng)編號(hào)為j的母線所供電為三相電時(shí),該條母線中包括三根相線和一根零線,中的三相電壓暫降值分別為該條母線所供三相電的電壓暫降值;
步驟20413中對(duì)第e種所述經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)中第r條支路的電壓暫降矩陣進(jìn)行確定時(shí),所采用的方法與母線電壓暫降矩陣中第i行元素的確定方法相同。
實(shí)際使用時(shí),步驟20412中所述的uthre=0.7~0.9,uthre為標(biāo)么值。
本實(shí)施例中,Uthre=0.7。具體應(yīng)用時(shí),可以根據(jù)實(shí)際需要,對(duì)Uthre的取值大小進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。
本實(shí)施例中,步驟202中所述的Umin=0.95,所述的Umax=1.05,Umin和Umax均為標(biāo)么值。
實(shí)際使用時(shí),本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》或《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》,能簡(jiǎn)便確定uthre、Umin和Umax的有名值。
本實(shí)施例中,步驟202中當(dāng)判斷得出該可選運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)中所有母線的電壓均在[Umin,Umax]內(nèi)時(shí),判斷為該可選運(yùn)行方式為可行運(yùn)行方式,說明該可選運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)的電壓偏差校驗(yàn)符合要求。
步驟20413中對(duì)進(jìn)行確定前,先沿第e種所述經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下所述待優(yōu)化電網(wǎng)中第r條支路的電流流向在第r條支路上選取n個(gè)節(jié)點(diǎn),所選取的節(jié)點(diǎn)中包括第r條支路的末端點(diǎn)。本實(shí)施例中,本步驟中所選取的n個(gè)所述節(jié)點(diǎn)呈均勻分布。
如圖2所示,步驟20413中進(jìn)行支路電壓暫降凹陷域矩陣獲取時(shí),定義支路首端節(jié)點(diǎn)為0節(jié)點(diǎn),定義支路末端節(jié)點(diǎn)的編號(hào)為n,中間各節(jié)點(diǎn)的編號(hào)依次為1、2、…、n-1,并對(duì)第h種所述經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下待優(yōu)化電網(wǎng)設(shè)置在各支路上編號(hào)為1、2、…、n的節(jié)點(diǎn)上分別設(shè)置單相接地短路、兩相相間短路、三相相間短路和兩相接地短路四種類型的故障。
本實(shí)施例中,步驟202中篩選出可行運(yùn)行方式的數(shù)量為K'。
步驟203中對(duì)第k'種所述可行運(yùn)行方式下待優(yōu)化電網(wǎng)的網(wǎng)損率γk'進(jìn)行計(jì)算時(shí),根據(jù)公式進(jìn)行計(jì)算,其中,Ir,k'為第k'種所述可行運(yùn)行方式下待優(yōu)化電網(wǎng)中第r條支路的電流,Rr為待優(yōu)化電網(wǎng)中第r條支路的電阻,Pi為編號(hào)為i的母線上負(fù)荷的有功功率。為第k'種可行運(yùn)行方式下電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)損耗,為第k'種可行運(yùn)行方式下電網(wǎng)的總的有功功率。k'為所述可行運(yùn)行方式的編號(hào),k'為正整數(shù)且k'=1、2、…、K'。
本實(shí)施例中,步驟201至步驟204中均采用數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行處理,實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便且處理速度非??臁?/p>
本實(shí)施例中,步驟20414中所述的λm'為所述待優(yōu)化電網(wǎng)中所有故障點(diǎn)發(fā)生編號(hào)m的故障的發(fā)生概率平均值,所述故障點(diǎn)為步驟20413中所述支路上選取的節(jié)點(diǎn)或所述待優(yōu)化電網(wǎng)中的母線。
并且,步驟20414中所述的λm'通過概率統(tǒng)計(jì)的方法獲得,根據(jù)預(yù)先統(tǒng)計(jì)的與所述待優(yōu)化電網(wǎng)相同的已運(yùn)行電網(wǎng)中各條母線和各支路發(fā)生故障的故障信息進(jìn)行確定。
此處:與待優(yōu)化電網(wǎng)相同的已運(yùn)行電網(wǎng)指的是線路參數(shù)、負(fù)荷情況等與待優(yōu)化電網(wǎng)基本相同的電網(wǎng),該電網(wǎng)發(fā)生故障的情況與待優(yōu)化電網(wǎng)類似,具有借鑒價(jià)值。準(zhǔn)確地說,與待優(yōu)化電網(wǎng)相同的已運(yùn)行電網(wǎng)為與待優(yōu)化電網(wǎng)類似的電網(wǎng),實(shí)踐中不存在完全相同的電網(wǎng)。
對(duì)待優(yōu)化電網(wǎng)或與待優(yōu)化電網(wǎng)相同的已運(yùn)行電網(wǎng)中各條母線發(fā)生故障的故障信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)時(shí),需對(duì)統(tǒng)計(jì)期內(nèi)所統(tǒng)計(jì)電網(wǎng)中各條母線發(fā)生的總故障次數(shù)以及各次故障的類型進(jìn)行統(tǒng)計(jì),統(tǒng)計(jì)期不小于1年。
本實(shí)施例中,步驟203中所述的γset=4%~6%。
本實(shí)施例中,步驟20413中所述的n=10~200。
綜上所述,本發(fā)明進(jìn)行電網(wǎng)運(yùn)行方式優(yōu)化時(shí),以所提出電網(wǎng)的緩解電壓暫降的電網(wǎng)運(yùn)行方式評(píng)估指標(biāo)最小為目標(biāo)函數(shù),以支路上是否安裝開關(guān)和開關(guān)狀態(tài)為變量,以電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、電壓偏差等為約束條件,得出能有效減輕電壓暫降影響并兼顧電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的最優(yōu)的電網(wǎng)運(yùn)行方式,能夠更好地通過運(yùn)行方式調(diào)整達(dá)到減少電壓暫降影響的目的,能夠有效地減少電壓暫降給用電企業(yè)造成的經(jīng)濟(jì)損失,能夠很好地滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)對(duì)電能供應(yīng)的要求。其中,所述開關(guān)為支路通斷控制開關(guān)。
以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例,并非對(duì)本發(fā)明作任何限制,凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化,均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。