一種改善含小水電配電網電壓質量的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及配電網技術領域，特別是涉及一種采用串聯電容器改善含小水電配電 網電壓質量的方法。
【背景技術】
[0002] 小水電是可再生綠色能源，普遍分布于偏遠農村地區，具有沿河流分散布點、成片 供電、就近并入IOkV或35kV配電網等特點。在豐水期，總裝機容量達到一定規模的小水電供 電區域可能因不能實現功率就地平衡需要向外網輸送功率，這種運行方式改變了配電網潮 流分布從而導致線路電壓過高;在枯水期，由于大多數徑流式水電站不發電，使得由小水電 供電的長線路末端用戶電壓過低，由網絡潮流分布引起的電壓的過高或過低將影響用戶的 用電安全和電網的優質經濟運行。
[0003] 目前，改善含小水電配電網電壓質量的方法有小水電站上網功率因數和錯峰發電 方式管理，加裝并聯電抗器、雙向自動調壓器和固定串聯電容器等。由于串聯電容器有"自 適應"電壓調節和實時響應的特點，因此，研究采用固定串聯電容器改善含小水電配電網電 壓質量的方法，對含小水電配電網的安全優質經濟運行具有重要意義。
[0004] 現有改善含小水電配電網電壓質量的串聯電容器選址定容方法是基于潮流計算 得到的最大負荷時的電壓差和電流，再確定串聯電容器的安裝位置和容抗的方法。該方法 的主要缺點是:①該方法采用最大負荷時全線電壓差的1/3~1/2來確定有多條分支線的線 路安裝串聯電容器的位置，但是沒有給出在全線電壓差的1/3~1/2中如何選出具體位置的 方法。②該方法不能得到串聯電容器的最佳安裝位置和容抗。③該方法僅從改善電壓質量 方面考慮串聯電容器選址定容，沒有從經濟性方面考慮串聯電容器的安裝位置和容抗。因 此，現有的方法不能得到含小水電配電網串聯電容器安裝位置和容抗的優化方案，不能有 效地利用串聯電容器實現含小水電配電網的安全優質經濟運行。

【發明內容】

[0005] 本發明實施例中提供了一種改善含小水電配電網電壓質量的方法，以解決上述技 術問題。
[0006] 為了解決上述技術問題，本發明實施例公開了如下技術方案：
[0007] -種改善含小水電配電網電壓質量的方法，所述方法包括：
[0008] 獲取電容器的待選線路、所述待選線路的編號以及所述待選線路對應的最大容抗 值；
[0009] 根據所述待選線路的編號和所述最大容抗值形成初始種群；
[0010] 計算所述初始種群中個體的目標函數值；
[0011] 根據所述目標函數值確定所述電容器的安裝位置和容抗值。
[0012] 優選的，所述根據所述待選線路的編號和所述最大容抗值形成初始種群的步驟包 括：
[0013] 根據所述待選線路的編號和所述最大容抗值對所述電容器的串聯補償容抗值進 行編碼，形成初始種群。
[0014] 優選的，所述計算所述初始種群中個體的目標函數值的步驟包括：
[0015] 對所述初始種群中的個體進行解碼，獲得與所述待選線路對應的變壓器分接頭檔 位值；
[0016] 根據所述變壓器分接頭的檔位值計算所述個體的潮流，并生成潮流計算結果；
[0017] 根據所述潮流計算結果計算所述個體的目標函數值。
[0018] 優選的，所述根據所述目標函數值確定所述電容器的安裝位置和容抗值的步驟包 括：
[0019] 對所述目標函數值進行解碼，得到所述電容器的安裝位置和容抗值。
[0020] 優選的，所述獲取電容器的待選線路的步驟包括：
[0021] 獲取任一條線路未安裝電容器時各個節點電壓偏差的絕對值總和，以及該線路上 安裝所述電容器后各個節點電壓偏差的絕對值總和；
[0022] 判斷所述未安裝電容器時各個節點電壓偏差的絕對值總和與安裝所述電容器后 各個節點電壓偏差的絕對值總和的差值是否小于〇;
[0023] 當所述差值小于0時，將該條線路作為待選線路。
[0024] 優選的，所述獲取待選線路的編號的步驟包括：
[0025] 設所述配電網中有M條線路，將所述M條線路從1開始依次編號，使所述M條線路中 的每條線路都有一個線路編號；
[0026] 按照線路編號從小到大的順序，對所述每條線路未安裝電容器時與安裝電容器后 各個節點電壓偏差的絕對值總和的差值進行比較，并篩選出滿足待選線路條件的線路；
[0027] 將所述滿足待選線路條件的線路按照線路編號從小到大的順序排列，并對這些線 路從1開始依次編號，每條所述滿足待選線路條件的線路所對應的編號為所述待選線路編 號。
[0028] 優選的，所述獲取任一條線路未安裝電容器時各個節點電壓偏差的絕對值總和， 以及該線路上安裝所述電容器后各個節點電壓偏差的絕對值總和的步驟包括：
[0029]
[0030]
[0031]其中，fo為未安裝電容器時各個節點電壓偏差的絕對值總和；
[0032] N為節點總數；
[0033] Ui為含小水電配電網中未安裝電容器時節點i的電壓，Uo為該線路額定電壓；
[0034] h為安裝所述電容器后各個節點電壓偏差的絕對值總和；
[0035] Ub,c,i為含小水電配電網中在第b條線路安裝容抗值為Xc的電容器時節點i的電壓。
[0036] 優選的，所述獲取所述待選線路對應的最大容抗值的步驟包括：
[0037] 當所述未安裝電容器時各個節點電壓偏差的絕對值總和與安裝所述電容器后各 個節點電壓偏差的絕對值總和小于〇時，將所述線路安裝電容器的容抗值X。作為所述待選 線路對應的最大容抗值。
[0038] 優選的，所述方法包括：
[0039] 設置目標參數，其中，所述目標參數包括含小水電配電網的基本參數、遺傳算法的 基本參數和計算投資運行年費用的參數；
[0040] 根據所述目標參數，獲取所述電容器的待選線路、所述待選線路的編號以及所述 待選線路對應的最大容抗值。
[0041] 本方案提供的一種改善含小水電配電網電壓質量的方法具有以下有益效果：
[0042 ] 1、本方法采用串聯電容器來改善含小水電配電網的電壓質量，通過獲取安裝的電 容器的待選線路、待選線路的編號以及待選線路對應的最大容抗值生成初始種群，再計算 初始種群中個體的目標函數值確定串聯電容器的安裝位置和容抗值。因此，該方法不但能 夠準確地確定串聯補償電容器安裝的位置和補償容抗值的大小，而且比現有的計算方法更 準確，電容器補償的效果更好，對含小水電配網的電壓改善質量更高。
[0043] 2、由于在計算的目標函數值的過程中，考慮了含小水電配電網安裝串聯電容器的 投資運行的最小年費用，因此，配網更安全和優質，運行更經濟。
[0044] 3、本方法還兼顧了串聯電容器和有載調壓變壓器分接頭組合的調壓關系，使得本 方案提供的方法能夠對含小水電配電網豐水期電壓升高越上限和枯水期電壓降低越下限 的電壓進行調整，比現有改善方法更經濟、更簡單。
[0045] 4、本方法可廣泛應用于含小水電配電網的電壓調整中，能夠有效地減少電壓越限 情況的發生，為含小水電配電網改善電壓質量方案的制定提供科學依據。
【附圖說明】
[0046]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術人員而 言，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0047]圖1為本發明實施例提供的一種改善含小水電配電網電壓質量的方法的流程圖； [0048]圖2為本發明實施例提供的20節點含小水電配電網的接線圖；
[0049]圖3為本發明實施例提供的另一種改善含小水電配電網電壓質量的方法的流程 圖；
[0050] 圖4為本發明實施例提供的另一種改善含小水電配電網電壓質量的方法的流程 圖；
[0051] 圖5為對比文獻中10節點輻射形配電網的系統接線圖；
[0052] 其中，
[0053]在圖2中，1~20為節點編號，①~⑩為線路編號，Tl~T8為變壓器編號，Gl~G2為 小水電機組編號；
[0054] 在圖5中，0~9為節點編號，Gl~G9為小水電機組編號。
【具體實施方式】
[0055] 為了使本技術領域的人員更好地理解本發明中的技術方案，下面將結合本發明實 施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施 例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通 技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發明保護 的范圍。
[0056] 本發明的目的是針對現有改善含小水電配電網電壓質量的串聯電容器選址定容 方法的不足，提出一種采用串聯電容器改善含小水電配電網電壓質量的方法，具有以安裝 串聯電容器的投資運行年費用最小為目標，節點功率方程、串聯電容器容抗、節點電壓、線 路電流、變壓器容量和變壓器分接頭檔位為約束條件優選串聯電容器安裝位置和容抗等特 點，從而為解決含小水電配電網豐水期電壓過高和枯水期電壓過低問題提供科學依據，確 保含小水電配電網能夠實現安全優質經濟運行，所述方法的具體步驟如下：
[0057] 參見圖1，是本發明實施例提供的一種改善含小水電配電網電壓質量的方法的流 程圖。其中，所述方法包括：
[0058] 步驟S110:獲取電容器的待選線路、所述待選線路的編號以及所述待選線路對應 的最大容抗值；
[0059] 其中，步驟Sl 10包括:步驟SlOO:設置目標參數。<