[发明专利]一种220kV变电站无功设备配置优化计算方法

说明书

一种220kV变电站无功设备配置优化计算方法，首先采集某时间区间的220kV变电站母线运行数据，根据功率因数诊断模型进行功率因素诊断，筛选出不合格的运行数据，然后构建容性无功优化和感性无功优化模型，利用高峰负荷和低谷负荷时间段的不合格运行数据进行无功补偿装置优化。本发明可对地区所有220kV变电站进行功率因素诊断，对功率因素不合格的变电站开展无功优化并提出无功配置优化方案。具有简单易用、计算速度快，计算精度高，降低无功设备投资的优点，有效解决现有变电站配置不合理的技术问题。

技术领域

本发明涉及无功补偿设备领域，尤其涉及一种220kV变电站无功设备配置优化计算方法。

背景技术

近年来，随着我国居民和工业用电的增长，高质量的供电需求备受更多的关注。同时，大规模风电、光伏等新能源接入对于电网稳定性带来较大冲击，造成了电网电压、功率因素等重要指标不合格。无功补偿装置优化对于变电站的稳定安全运行及供电电能质量的改善具有重要作用。目前工程技术人员在无功补偿装置优化方面做了很多工作，主要优化方法如下：①按经验值试装补偿装置—运行使用—改进—再试装补偿装置的试错方式，经过多次反复才能达到预期目的，该方法效率低和投资费用大；②按照220kV高压变电站无功配置的推荐比例(10-25％的主变容量值)进行优化配置，该方法较为笼统粗略，并且难于针对变电站实际情况进行配置无功容量，忽略了感性无功装置的配置，存在无功补偿不合理和投资浪费等缺点。③智能启发式方法和改进的传统算法被用于提高电网无功补偿算法，但这些算法往往被用于理论研究，其建模复杂，计算时间长，一般针对某几种负荷水平开展无功优化优化，未能统筹考虑全年或更长时间区间的负荷变化情况，难以解决变电站各种运行工况下的无功补偿需求的实际问题。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种简单易用，计算速度快，精度高的220kV变电站无功配置优化计算方法。

本发明的技术方案为：包括如下步骤：

S1、采集并处理变电站数据；

S2、功率因素诊断；

S3、无功优化计算；

S4、优化结果处理。

步骤S1中，变电站数据包括基本参数、运行数据和无功补偿情况；

其中，

基本参数包括变压器台数、变压器容量、变电器阻抗电压百分数、变压器空载电流百分数、现有补偿装置配置；

运行数据包括某个历史时间区间的中压和低压侧母线有功负荷和无功负荷，历史时间区间可由用户来进行设置；剔除不符合要求的运行数据：剔除低谷负荷期间投切电容器的运行数据，剔除高峰负荷期间投切电抗器的运行数据；

无功补偿情况：高峰负荷时未投入运行的容性补偿装置总容量，低谷负荷时未投入运行的感性补偿装置总容量。

步骤S2中，

对步骤S1的运行数据进行计算分析，根据高峰/低谷负荷期间功率因数诊断模型，筛查出高峰/低谷负荷期间不合格的运行数据；

其中，高峰负荷期间功率因数诊断模型为：

式中：为高峰负荷期间功率因数；P₁为中压侧有功值；Q₁为中压侧无功值；P₂为低压侧有功值；Q₂为低压侧无功值；Q_c’为未投切容性无功设备容量；U_d1％为变压器高压阻抗电压百分数；U_d2％为变压器中压阻抗电压百分数；U_d3％为变压器低压阻抗电压百分数；S_N为变压器容量；I₀％为空载电流百分数；

低谷负荷期间功率因数诊断模型为：