[发明专利]一种稀疏偏远地区供电线路延伸的电力电子调压器配置方法

说明书

本发明涉及一种稀疏偏远地区供电线路延伸的电力电子调压器配置方法，实现供电半径延长和快速精准调整电压，补偿无功。为合理配置电力电子调压器在配电网中的作用，建立选址定容双层优化模型。优化模型上层考虑潮流灵敏度因子为主，电压稳定指标为辅，选出最佳安装位置，下层考虑电压稳定性和经济性确定最优安装容量。基于稀疏偏远地区配电网改进IEEE33节点，利用惯性权重自适应粒子群算法求解模型，得到电力电子调压器在稀疏偏远地区配电网中的安装位置和容量大小。

技术领域

本发明涉及中低压配网技术领域，尤其涉及一种稀疏偏远地区供电线路延伸的电力电子调压器配置方法。

背景技术

现代电力系统规模日益扩大，电力行业日益繁荣，人们对电能质量、电能稳定性和经济性等方面提出了更高的要求。但是，一些稀疏偏远地区配电网仍存在许多问题。稀疏地区地广人稀的特点使供电单元相对分散，而长距离供电半径使线路电压损耗大，电弧熄灭困难，电能质量低，经济性差。此外，较大的负荷波动会导致电压调整困难，常规的无功补偿无法满足运行要求。为解决稀疏偏远地区配电网面临的问题，可提高电压等级，增加电源点，但该类方法维护费用巨大，电网结构变化复杂，所以，通过增加各类电压补偿装置来延长稀疏地区配电网供电半径成为了近几年研究的热点。

目前，延长供电半径，提高电压质量的装置有很多。例如：采用有载调压变压器进行调压，此方法是将主电网中的无功转嫁至缺额线路，使线路电压暂时提高，有可能导致系统电压崩溃；配置无功功率电源，通过补偿无功提高电压，如同步发电机、并联电容器和静止无功发生器等，这些装置无法同时兼顾连续精准调节、补偿线路电压和补偿无功电流等，因此不适用于稀疏偏远地区配电网。电力电子调压器是一种适用于中压配电网的新型调压器，其精准、连续、迅速、高效的特点实现电压的快速调节，线路有功和无功的稳定补偿，满足稀疏偏远地区配电网需求。

目前电力电子调压器成本较高，配置过大容量，会造成不必要的经济浪费；但配置过小容量，又无法有效的调整电压，补偿无功。此外，电力电子调压器的安装位置也会影响系统稳定性。因此合理配置电力电子调压器容量和安装位置能在保证经济性的同时更好的实现电压快速调节，线路有功和无功的稳定补偿。

发明内容

本发明主要解决稀疏偏远地区供电线路延伸的电力电子调压器配置问题，从潮流灵敏度因子、电压偏差减小率、节点电压总偏差和总投资成本多方面考虑，在保证电力系统稳定的同时，提高电压质量和经济性。

本发明提供的一种稀疏偏远地区供电线路延伸的电力电子调压器配置方法，包括：

步骤1：建立电力电子调压器数学模型和等效功率注入模型；

步骤2：建立双层优化模型，上层以潮流灵敏度因子为主，电压稳定指标为辅，筛选出最佳安装位置；下层以电压稳定性和经济性确定最优安装容量；

步骤2.1：上层选址

确定电力电子调压器的安装个数N，以潮流灵敏度因子为主，获取线路有功潮流性能指数，根据直流潮流法计算灵敏度因子分别筛选出中前N个最大绝对值所对应的线路，将两个灵敏度因子对应的相同线路作为确定安装位置，将两个灵敏度因子对应的不同线路作为候选安装位置；

以电压稳定指标为辅，计算候选安装位置下的电压偏差减小率，按照电压偏差减小率从大到小的顺序选出剩余的安装位置；

步骤2.2：下层定容

选取总投资成本和节点电压总偏差分别作为经济性和电压稳定性的评估指标，建立容量配置数学模型；

步骤2.3：采用惯性权重自适应粒子群算法获得步骤2.2中容量配置数学模型的最优解，以使节点电压总偏差和无量纲处理后的总投资成本之和最小，得到最终安装容量。