(1.重庆大学电气工程学院, 重庆 400030;
2.重庆市杨家坪供电局, 重庆 400050)
摘 要: 针对传统灵敏度方法以补偿前系统的灵敏度值来选择补偿点，常常会造成补偿点分布不均、补偿范围重叠的问题，提出了一种全新的负荷功率阻抗矩法。该方法通过定义负荷功率阻抗矩来表征补偿点的供电范围，按照平均分配阻抗矩的原则确定补偿点，从而保证了补偿点的分布均匀，并具有良好的补偿效果。通过算例仿真，验证了该选点方法的有效性。
关键词: 配电网; 灵敏度; 无功补偿; 负荷功率阻抗矩
Load Power Impedance Moment Method for Optimal Location
ofReactive Power Compensators on 10 kV Feeder
YAN Wei1, XU Zheng2
(1.College of Electrical Engineering,Chongqing University,
Chongq ing 400044, China;
2.Yangjiaping Power Supply Bureau, Chongqing 400050, China)
Abstract: The traditional method for optimal location of reactive power compensators is ba sed on the sensitivity value of the original distribution network, which often r esults in nonuniformity of locations and overlapping of ranges. In order to al locate compensation buses more uniformly, a new method called load power impedan ce moment (LPIM) method is proposed.LPIM is defined and used to stand for the po wer supply range,then each compensation bus is determined based on the principle of LPIM being apportioned equally, so the compensation locations can be made un iform on feeder line. Digital simulation demonstrates the nonuniformity proble m of choosing compensation bus in the traditional sensitivity method and the val idity of the proposed method.
Key words: distribution network; sensitivity; reactive power compensation; load power impedance moment
1前言
10kV配电网位于输配电网络的末端，直接向用户提供电能，具有单电源、辐射型、多分支、长线路等特点，加之配网无功补偿装置大多安装在变电站10kV侧，使得1 0kV馈出线电压质量差、功率因数低、线路网损大。因此，进行配电网10kV馈线无功补偿具有十分重要的意义。
对于在配电网10kV馈线上如何选取无功补偿点的问题，国内外学者进行了大量研究。文献［1］选择电压无功灵敏度系数值较大的部分节点作为无功补偿候选点，并从中确定最优补偿点和容量。文献［2］以节点相连线路的无功损耗与该节点电压的相互关系，推导出损耗电压系数，用来描述各节点无功补偿的重要程度。先选择系数值最大的节点进行补偿，优化计算确定其补偿容量并且固定不变，再选取系数值次之的节点，如此反复计算直到优化目标无明显提高，得出所有补偿节点和容量。文献［3］定义了一个节点的无功二次精确矩指标，用来反映节点进行无功补偿的降损调压作用，其值较大的节点就被选为无功补偿点。文献［4］首先计算各节点的有功损耗对无功的灵敏度值，选择该值较大的节点作为无功补偿候选点，并由遗传算法从中确定初始的最优补偿点和补偿容量；然后计算并比较该最优补偿状态下的各点灵敏度，若出现未选节点灵敏度值大于最优补偿点灵敏度值的情况，则以优化目标有无提高为判据，决定是否以该未选节点替换最优补偿点，重复替换步骤直至优化目标不再提高；若此时补偿点个数不够，则再计算替换完成后新状态下的灵敏度值，然后在灵敏度值最大的未选节点上增加无功补偿，以求提高优化目标。文献［1~3］的选点指标是在一个潮流状态下计算得出的，往往在线路末端或重负荷区域的多个邻近节点指标接近，致使选出的无功补偿节点相对集中、补偿范围重叠。文献［4］采用两阶段的选点方法，增加了替换和增选两步骤，促使无功补偿点的分布更加合理，但由于初始最优补偿点的选取仍基于一个潮流状态下的灵敏度计算，因此选点不均匀的问题不能完全解决。针对传统灵敏度方法存在的选点位置集中、补偿范围重叠的问题，提出了一种全新的负荷功率阻抗矩法，该方法通过定义负荷功率阻抗矩来表征补偿点的供电范围，按照平均分配阻抗矩的原则来确定补偿点，从而保证了补偿点的分布均匀，并具有良好的补偿效果。通过算例仿真，验证了传统灵敏度方法的选点集中问题及本文选点方法的有效性。
2传统无功补偿点的选取
在配电网10kV馈线中，不可能完全实现无功就地平衡，只能选择少数的几个点进行无功补偿，这就要求恰当选取补偿点的位置，使各补偿点具有合理的补偿范围。图1为一条有4 0节点配电网络示意图。图中变压器均为S7型号，变比为10/0.4kV，图中标注的变压器额定容量有400、315、250、200，单位为kVA；节点1~13间线路型号为LGJ185，其余线路为LGJ70，图中标注的线路长度在0.25~1.03，单位为km；各变压器低压侧负荷率为0.8，功率因数0.9，采用两种传统选点方法对其进行仿真分析。
2.1电压无功灵敏度方法
节点的电压无功灵敏度系数为
它可以通过潮流的雅可比矩阵求逆获得，其中元素SUQ(i，j)表示i节点的电压对j节点无功的灵敏度值。将上述灵敏度矩阵的同一列元素相加，可以得到一组灵敏度系数值，其中每一个元素表示了对应节点注入一定无功后对整个系统电压的影响程度，按其值大小排序后就可以选择M个灵敏度系数值相对较大的节点作为无功补偿点参与优化计算。
传统电压无功灵敏度选点方法中，灵敏度系数只通过一次潮流计算形成，它表示无功补偿前 各点进行无功补偿的重要程度，通常灵敏度系数较高的节点会集中在线路末端或者重负荷区域。以图1所示配电网络为例，所有节点按照电压无功灵敏度系数值大小排序，前五个节点依次为13、12、11、22、20，灵敏度值最大的前三个节点（13、12和11）完全邻近集中在线路末端，这种选点不均匀分布将会造成补偿范围的重叠。另外，5个补偿节点都位于线路末端，而馈线其它区域没有补偿点，按此进行补偿，显然无法保证同样的无功传输路径最短。
2.2无功二次精确矩法
无功二次精确矩［3］定义为
式中：Rdi表示从i节点直接到源节点的所有支路电阻之和；Qbi为流入i节点的支路无功功率，Qbs为流入节点s(s为i节点的直接相邻节点)的无功功率。假设给定的补偿节点数为
您当前位置：
上一篇：
相关文章
