[发明专利]一种基于最优无功送电功率的线路无功优化控制方法

摘要

本发明提供一种基于最优无功送电功率的线路无功优化控制方法，其具体步骤为：（1）获取线路参数、线路送电端电压和线路受电端的无功补偿参数；（2）通过以上参数求取最优无功送电功率及其上限、下限；（3）获取线路送电端的无功功率、线路受电端的负荷、线路受电端的无功补偿设备投入组数；（4）根据最优无功送电功率上限、下限控制线路受电端的无功补偿设备。本发明提出了基于最优无功送电功率的线路无功优化控制方法，用该方法代替目前凭经验调节电网关口无功功率的方法，可以在不频繁修改无功功率定值的情况下使线路安全经济地运行。

主权项

1.一种基于最优无功送电功率的线路无功优化控制方法，包括以下步骤：(1)获取线路的参数、线路送电端的电压US、线路受电端的无功补偿参数；所述线路的参数包括线路电阻RL、线路电抗XL和线路电纳BL；所述线路受电端的无功补偿参数包括电容器和电抗器的单组容量和数量；(2)计算最优无功送电功率QS.opt；所述最优无功送电功率，是指为使线路的有功损耗最小，线路送电端应输送的无功功率，最优无功送电功率QS.opt由式(1)获得：式(1)包含变量：线路送电端电压US；线路电纳BL；式(1)的推导过程如下：在线路的π型等值电路中，PS为线路送电端的有功功率，QS为线路送电端的无功功率，RL为线路电阻，PLoad为线路受电端的有功负荷，根据有功功率平衡可得式(2)：将式(2)视为关于PS的一元二次方程，求解并选取使电力系统处于静态稳定的解，可得PS的表达式如式(3)：将US、PLoad、RL、BL视为常量，则由式(3)可知，当PS最小，即线路的有功损耗最小时，根据最优无功送电功率QS.opt的含义，QS.opt取式(4)的值；(3)计算线路送电端无功功率下限QS.min和上限QS.max；设置线路受电端电压下限ULoad.min和上限ULoad.max；所述线路送电端无功功率下限QS.min和上限QS.max，是指用来判断线路送电端无功功率是否合格的条件，QS.min和QS.max由式(5)、式(6)获得：QS.min＝QS.opt‑QC.max     (5)QS.max＝QS.opt+QC.max    (6)式(5)、式(6)包含变量：最优无功送电功率QS.opt；线路受电端最大单组无功补偿容量QC.max；式(5)、式(6)的推导过程如下：在线路的π型等值电路中，PS为线路送电端的有功功率，QS为线路送电端的无功功率，XL为线路电抗，ULoad为线路受电端的电压，QLoad为线路受电端的有功负荷，QCOM为线路受电端投入的无功补偿容量，根据无功功率平衡可得式(7)：在QS＝QS.opt点在式(7)两边对QCOM求导，且忽略ULoad的变化，可得根据QS.opt的含义，有由式(8)、式(9)可得根据式(10)局部线性化，以QS.opt为线路送电端无功允许范围中心，叠加上在线路受电端投切一组最大单组无功补偿容量引起的线路送电端无功功率的变化量，可得QS.min和QS.max为QS.min＝QS.opt‑QC.max     (11)QS.max＝QS.opt+QC.max     (12)通过式(11)、式(12)得到的线路送电端无功功率下限和上限，可以使线路在进行无功优化控制之后线路送电端的无功功率在最优无功送电功率附近，并且不会造成无功补偿设备反复投切的问题；(4)从电网SCADA系统中实时获取线路送电端的无功功率QS、线路受电端的负荷SLoad、线路受电端电容器和电抗器的已投组数；(5)判断QS和QS.min、QS.max的关系，如果QS.min≤QS≤QS.max，进入步骤(10)；如果QSQS.max，进入步骤(8)；(6)判断线路受电端是否有电容器未切除，若没有，则进入步骤(7)；若有，则通过潮流计算判断切除一组电容器是否会造成线路受电端电压小于ULoad.min，若不会，则切除线路受电端的一组电容器，进入步骤(10)；若会，则进入步骤(10)；(7)判断线路受电端是否有电抗器未投入，若没有，则进入步骤(10)；若有，则通过潮流计算判断投入一组电抗器是否会造成线路受电端电压小于ULoad.min，若不会，则投入线路受电端的一组电抗器，进入步骤(10)；若会，则进入步骤(10)；(8)判断线路受电端是否有电抗器未切除，若没有，则进入步骤(9)；若有，则通过潮流计算判断切除一组电抗器是否会造成线路受电端电压大于ULoad.max，若不会，则切除线路受电端的一组电抗器，进入步骤(10)；若会，则进入步骤(10)；(9)判断线路受电端是否有电容器未投入，若没有，则进入步骤(10)；若有，则通过潮流计算判断投入一组电容器是否会造成线路受电端电压大于ULoad.max，若不会，则投入线路受电端的一组电容器，进入步骤(10)；若会，则进入步骤(10)；(10)结束本周期无功优化控制；等待设定时间，返回步骤(4)。