[发明专利]10kV配电网系统用电压调节装置、安装方法及电压控制方法

权利要求书

1.一种10kV配电网系统用电压调节装置的电压控制方法，其特征在于：包括自动调压器TA、断路器QF及智能电容器装置D，自动调压器TA、断路器QF及智能电容器装置D均为A、B、C三相；电源侧连接断路器QF的A相；断路器QF的A相出口处一条支路依次连接单相隔离刀QS1、自动调压器TA的A相和单相隔离刀QS2，单相隔离刀QS2连接至负荷侧；断路器QF的A相出口处另一条支路连接单相隔离刀QS3，单相隔离刀QS3连接至负荷侧；单相隔离刀QS1与自动调压器TA的A相连接的节点a处连接避雷器FV1且避雷器FV1另一端接地，自动调压器TA的A相与单相隔离刀QS2相连接的节点b处连接避雷器FV2且避雷器FV2另一端接地，节点b处连接有熔断器FU，熔断器FU另一端连接智能电容器装置D的A相；B相、C相的连接结构和顺序均与A相相同；

所述电压控制方法为：

步骤1)根据各节点的负荷确定各节点权重信息，根据权重信息结合电压偏离构建电压优化控制模型如式(4)所示

式中，y为优化目标值，表示为电网系统整体的电压偏移危害函数，α_i表示第i个节点的权重值，β_i表示第i个节点的电压偏移值，i＝1,2,3…N；

所述α_i的计算如式(6)：

式中：c值表示固定权重参数，该值为恒定常数，c/N表示均分到每一个节点的固定权重，P_i为节点i连接的有功负荷；

所述β_i的计算如式(7)：

β_i＝(U_i-U_t)^γ (7)

U_i为节点电压，U_t为目标电压，γ为电压偏移系数；

且电压优化控制模型的约束条件为：

式中，U_i为节点i的电压，U_max和U_min为节点电压限值的最大值与最小值；k为变压器变比，k_max与k_min为变压器变比的最大值与最小值；Q为无功补偿量，Q_max与Q_min为无功补偿量的最大值与最小值；

步骤2)利用正余弦优化算法对构建的电压优化控制模型进行优化求解，根据求解结论对电压调节装置进行控制。

2.根据权利要求1所述的电压控制方法，其特征在于：所述步骤2)具体过程为：

每一个种群X为变压器变比k与无功补偿量Q的集合，第一维度为k，第二维度为Q，维数J为2；

初始的每一个种群k与Q的值均在约束条件式(5)范围内随机生成，将每一个种群X的k与Q值代入到潮流计算方法中，计算出各节点电压U_i，通过式(7)计算出该种群下的β_i，与权重α_i相结合代入到式(4)中，即可求得该种群下的优化目标值，直至迭代次数为给定次数为止，最终寻找到优化目标值最小的种群作为优化结果，电压调节装置根据优化结果的k与Q值进行变压器变比的改变与电容器的投切，从而对配电网电压进行调节。

3.根据权利要求1所述的电压控制方法，其特征在于，所述电压调节装置的安装方法为：

将待安装电压调节装置的10kV配电网系统整合为无支路电网系统，无支路电网系统的线路上排布有N个节点，其中第n个节点的电压为U_n，线路首端的电压为U₀，n＝1,2,3…N，计算每一个节点的无功对所有节点电压的灵敏度之和S_n：

其中，为节点n的无功Q_n对节点d的电压U_d的对应灵敏度，d＝1,2,3…N，且由式(2)计算；

其中，f为潮流方程，即表示各状态变量，u为控制量，p为配电网系统控制参数；

将N个灵敏度之和进行排序，则灵敏度之和最大的节点为安装节点。

4.根据权利要求1所述的电压控制方法，其特征在于，所述电压调节装置的安装方法还包括：所述电压调节装置调节与安装节点相连支线的变压器变比，对变压器变比与各节点电压的灵敏度进行计算，节点n无功Q_n对节点n与节点e相连支路的变压器变比K_en的对应灵敏度的计算如式(3)：

选择S_kenQn值最大的支路作为调节变压器变比的支路，e的取值为与节点n相连的节点编号值。