[发明专利]一种配电网电容电流分布补偿方法

说明书

技术领域

本发明属于电力技术领域，特别涉及一种配电网电容电流分布补偿方法。

背景技术

随着城市电缆化率的不断提高，不少新上不久的消弧线圈就显得容量不足，需要增容更换。经过几次改造以后，已经无法在原有的基础上再进行增容。如果更换成套设备，投资较大。更重要的是，当电容电流过大时，采用传统的集中式消弧线圈补偿的方法难以取得较好的补偿效果。故考虑在线路上进行分布补偿，即把所要补偿的大电容电流分割成几个小部分，在除母线外，在其它的线路或用户侧进行补偿。

分布补偿，是在变电站所属的开闭站、配电室、柱上变安装固定容量的消弧线圈，时刻对线路的电容电流进行补偿。同时在变电站内安装自动控制消弧线圈，在变电站所属线路长度或电气设备容量发生变化的情况下，由自动控制补偿消弧线圈进行调节，以起到平衡的作用。

如果只根据配电网总的容量需求随意在线路上进行消弧线圈的容量分配，那么在某条线路切除或转供的情况下，相应的消弧线圈设备也随之退出电网或转移，可能会在新的运行状态下出现消弧线圈容量配置不足或者调节下限过高。容量不足时容易发生谐振现象，使中性点电压过高；调节下限过高则可能在发生单相接地故障的时候，消弧线圈无法实现全补偿。在配置消弧线圈容量的时候需结合该条线路的电容电流大小综合考虑。合理的消弧线圈容量配置方案不仅能解决上述问题，而且还能在投资较少的设备改造费用的同时取得较好的补偿效果，研究和改造的实际意义及经济效益都很大。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的目的是提出一种合理确定的消弧线圈分布补偿配置方案，能够避免由于消弧线圈容量减小引发的谐振现象，在投资较少设备改造费用的同时取得较好的补偿效果。

为实现上述的目的，本发明采用的的技术方案为：一种配电网电容电流分布补偿方法，包括以下步骤：

步骤1、获取配电网相关数据信息，确定数学模型的变量及其取值空间；

步骤2、根据系统对补偿容量的要求，确定约束条件；

步骤3、以接地残流的大小作为补偿效果的衡量标准，以接地残流最小和成本最低为目标，建立目标函数；

步骤4、对步骤3建立的目标函数优化，求解，得出最佳配置方案。

进一步地，所述步骤1中的配电网相关数据信息包括：配电网拓扑信息、配电网接线方式和运行方式、配电网单线图和母线上每一条出线的电容电流大小；

步骤1中确定数学模型的变量及其取值空间的方式如下：将每一条线路上配置的消弧线圈容量大小确定为数学模型的变量，L₀为安装在母线上的可自动调节的消弧线圈，L₁、L₂、…、L_i(i＝1，2…n)为安装在线路上的小容量消弧线圈，容量固定；设配电网母线上有n条出线，第i条线路的电容电流大小为I_Ci，第i条线路上配置的消弧线圈容量为Q_Li；若该条线路上未配置消弧线圈，则Q_Li＝0。

进一步地，所述步骤2中的根据系统对补偿容量的要求，需考虑配电网中第j条线路(j＝1，2…n)切除或转供时，在相应的消弧设备随之一起退出运行或转移的情况下，

一方面配电网的消弧线圈总容量应满足系统正常运行时过补偿的要求，并保留一定的裕度，选取消弧线圈的安装容量

另一方面消弧线圈容量的调节下限应不大于所需要的补偿容量Q_C，

其中，为额定相电压，I_C为系统电容电流；

根据上述系统对补偿容量的要求，确定约束条件为

其中，Q_0min和Q_0max分别为母线上集中补偿的消弧线圈的调节下限和调节上限，Q_Cj为第j条线路所需要的补偿容量，I_Cj为第j条线路的电容电流。

进一步地，所述步骤3中目标函数建立的方式如下：

①建立接地残流最小的目标函数I_f，采用母线发生单相接地故障时，消弧线圈由于自动调节作用处于全补偿状态下，流过故障点的接地残流大小作为目标函数；接地残流大小的计算方法，是将故障点接地前的相电压大小与系统的对地电导相乘，由此得