[发明专利]一种针对低压配电网三相负荷不平衡的广域优化方法

说明书

本发明公开了一种针对低压配电网三相负荷不平衡的广域优化方法，包括：S1、通过潮流计算获得低压配电网台区的有功功率分布情况；S2、对台区网络结构进行简化，找出台区的枢纽节点；S3、按照距离台区变压器的供电半径从大到小对枢纽节点进行排序；S4、对距离台区变压器供电半径最大的枢纽节点进行调相优化；S5、将调相优化完成后的枢纽节点及其附属用户归为一个平衡或不平衡的三相用户，再返回步骤S4，逐步收缩台区网络；S6、最终得到台区的整体优化方案，按其对用户进行调相分配，实现低压台区的三相平衡优化。所述方法能够得到一个考虑更充分的负荷相型分配方案，更有效地改善低压配电台区的三相不平衡问题，提高台区的末端电压。

技术领域

本发明涉及电力系统仿真与计算分析领域，具体涉及一种针对低压配电网三相负荷不平衡的广域优化方法。

背景技术

低压配电网是指经过10kV/0.4kV变压器后的电网输出部分，其大多是通过三相四线制的形式向外输出，而负荷端为居民生活用电时多为单相，为生产用电时多为三相。引起低压配电网低电压问题的主要原因是存在着大量单相负荷，并且由于这些负荷没有合理地分配到各相，从而造成了严重的三相不平衡现象。三相不平衡除了会引起低电压问题外，还会影响电气设备的正常运转，并增大电网的电能损耗。

目前，关于治理三相不平衡的研究主要分为负荷补偿、配网重构以及负荷相序平衡三种，而负荷相序平衡又分为直接通过智能算法分配相序和结合自动换相装置平衡相序。直接通过智能算法分配相序可以节省换相装置费用，并能减少换相装置切换相序时对网络带来的冲击，有研究引入0-1逻辑变量的线损计算模型，并以网络线损最小为目标函数，再通过遗传算法求出符合工程实际的负荷相序较优解；有研究构建了低压配电网三相负荷不平衡优化模型，应用粒子群算法求解结合了最小换相次数和最小三相不平衡度的目标函数，而确定各单相负荷的最优接入相序；有研究综合考虑了配网系统中各个节点的典型负荷曲线类型，建立了结合负荷曲线的三相平衡换相模型，并以模拟结晶算法求解，从而获得较长效的负荷换相方案。若结合自动换相装置平衡相序，则可实时监控配网网络数据，并据此而有效分配负荷相序，有研究通过智能开关定时对支线电流采样，再通过终端控制系统统一调配负荷相序；有研究提出一种“线路调整法”，根据遗传算法控制集表箱的控制开关而实现自动有效地切换负荷相序；有研究以换相装置开关切换次数最少为目标函数，并基于向量基因遗传优化算法而求解得出配电台区负荷三相不平衡实时控制策略。

发明内容

以目前的负荷相序平衡研究来看，大部分的研究都是以台区变压的三相不平衡度以及最小换相次数为目标函数而求解负荷的相序分配策略，这种方法没有考虑配电网的网络结构和负荷分布情况，若所需调整的配电网台区的供电半径较长而且负荷分布零散时，可能会使得远离台区变压的线路的三相负荷极度不平衡，从而造成台区尾端线损较大、电压偏低等问题。因此，本发明的目的是针对上述问题，为在已知低压配电台区的负荷有功功率的分布情况下，有效地规划负荷的相型分配，以使低压配电台区达到整体的三相平衡状态，从而提高台区的末端电压，提供了一种针对低压配电网三相负荷不平衡的广域优化方法，所述方法不但能够有效改造早期负荷分配的不合理，而且规范了后期接入的新增负荷的合理性。该算法较于其他负荷相序平衡算法的优点在于充分考虑了低压配电网台区的整体和部分的影响、线路分支的相互影响以及负荷接入位置的影响，能有效解决其他算法在低压配电网在供电半径较大时出现的台区尾端电压偏低等问题；而缺点在于平衡补偿的非实时性，通过首次改造后加强新增用户接入管理可以有效解决该问题。

本发明的目的可以通过如下技术方案实现：

一种针对低压配电网三相负荷不平衡的广域优化方法，所述方法包括以下步骤：

S1、通过潮流计算获得低压配电网台区的有功功率分布情况；

S2、对台区网络结构进行简化，找出台区的枢纽节点；

S3、按照距离台区变压器的供电半径从大到小对枢纽节点进行排序；