用于交流输电线路的柱上无功补偿控制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于交流输电线路的柱上无功补偿控制方法和装置，该方法包括：根据补偿点电流、补偿点电压以及线路参数计算无功补偿量；根据该无功补偿量获取需要投入的电容器容量；根据预获取的投入电容器容量‑预估电压升高值对应关系以及该补偿点电压得到投入该容量的电容器后的预估补偿点电压；判断该预估补偿点电压是否越限；若否，根据计算得到的需要投入的电容器容量产生控制指令，以使柱上无功补偿装置根据该控制指令投入该容量的电容器，其中，在计算无功补偿量时考虑了线路参数进行综合控制，能够获得最佳补偿容量，使线路无功功率流达到最佳状态。

Control method and device of reactive power compensation on column for AC transmission line

【技术实现步骤摘要】
用于交流输电线路的柱上无功补偿控制方法和装置
本专利技术涉及电力领域，尤其涉及一种用于交流输电线路的柱上无功补偿控制方法和装置。
技术介绍
交流电力系统中线路传输包括有功功率与无功功率两部分，无论传输哪一部分都将造成电网的电能损耗，如式(1)，PLoss为线路传输电能损耗，P为线路传输的有功功率，Q为线路传输的无功功率，U为线路电压，R为线路阻抗。其中，有功功率部分是实际用于做功的能量，而无功功率是指交流系统中由于电感或电容元件存在，其两端电压与流过的电流存在90°相位差，不消耗能量，但与电源进行能量交换的功率，无功功率部分并不会在用电侧做功，因此电力系统希望最大限度的传输有功功率，并且减少无功功率的传输。柱上无功补偿装置是安装在线路中用于补偿线路无功功率的电容器装置，通过补偿电流在线路传输中所消耗的无功功率，减少无功电流在系统中流动，降低电能损耗、改善电压质量、提高输变电设备和线路输送有功功率的能力。若交流输电线路上没有进行无功补偿，整个无功功率流从末端逐步上升，上升速率取决于线路本身结构以及传输电流，图1A为电流流过线路所消耗的无功功率，线路本身损耗为均匀分布，无功功率在线路中均匀分布，无功功率全部来自于系统，图1B示出了无功传输量及传输方向，图1C示出了无功功率传输在系统中的附加电能损耗。由图可知，无功功率从电源侧流向负载侧，线路越长，电能损耗也越大。目前市场上常用的无功补偿控制主要有电压控制、功率因数控制或者两者结合的方式控制。其中，电压控制方式通过采集补偿点的电压作为输入量，与设定的投入电压限值、切除电压限值作比较，在电压低时投入补偿装置，电压高时切除补偿装置，以改善电压的稳定性，向负载侧输送一定量的无功功率。功率因数控制方式下，采用电压、电流作为输入量，计算无功功率/功率因数，与设定的无功功率值作比较，当功率因数低时投入补偿装置，当功率因数高时切除补偿装置，基于安装点的无功需求，向负载侧输送一定量的无功功率。图2A为电流流过线路所消耗的无功功率；如图2B所示，假设补偿点无功功率有效补偿无功功率为零，补偿点到线路末端，无功功率来自于补偿点电容器，补偿点至电源端无功功率来自于系统。整个系统由于无功功率流动造成的损耗如图2C所示，采用电压控制、功率因数控制或者两者结合的方式可以有效的降低补偿点前无功功率的流动量，减小系统的损耗。但是，这种控制策略在变电站补偿中较为合理，但是在线路补偿条件下，补偿装置是为了补偿电流在传输过程中由于线路所消耗的无功功率，采用这种补偿方式，并不能使线路无功功率流达到最佳状态。
技术实现思路
针对现有技术中的问题，本专利技术提供一种用于交流输电线路的柱上无功补偿控制方法和装置、电子设备以及计算机可读存储介质，能够至少部分地解决现有技术中存在的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：第一方面，提供一种用于交流输电线路的柱上无功补偿控制方法，包括：根据补偿点电流、补偿点电压以及线路参数计算无功补偿量；根据该无功补偿量获取需要投入的电容器容量；根据预获取的投入电容器容量-预估电压升高值对应关系以及该补偿点电压得到投入该容量的电容器后的预估补偿点电压；判断该预估补偿点电压是否越限；若否，根据计算得到的需要投入的电容器容量产生控制指令，以使柱上无功补偿装置根据该控制指令投入该容量的电容器。进一步地，还包括：获取并判断投入该容量的电容器后的实际补偿点电压是否越限；若该实际补偿点电压越限则切除投入的电容器。进一步地，该根据补偿点电流、补偿点电压以及线路参数计算无功补偿量之前，还包括：获取该补偿点电流、该补偿点电压。进一步地，还包括：若该预估补偿点电压越限或者该实际补偿点电压未越限，延时预设时间后返回该获取该补偿点电流、该补偿点电压的步骤。进一步地，该根据补偿点电流、补偿点电压以及线路参数计算无功补偿量，包括：根据该补偿点电流、该补偿点电压计算相角差；根据该补偿点电流、该补偿点电压以及该相角差计算该补偿点的无功功率；根据该补偿点电流、该补偿点电压、该相角差以及该线路参数计算线路需求的无功功率；根据该补偿点的无功功率以及该线路需求的无功功率计算无功补偿容量。进一步地，该根据预获取的投入电容器容量-预估电压升高值对应关系以及该补偿点电压得到投入该容量的电容器后的预估补偿点电压，包括：根据预获取的投入电容器容量-预估电压升高值对应关系得到投入该容量的电容器后的预估电压升高值；将该预估电压升高值与该补偿点电压相加得到投入该容量的电容器后的预估补偿点电压。进一步地，还包括：根据柱上无功补偿历史数据获取投入电容器容量-预估电压升高值对应关系。进一步地，该柱上无功补偿历史数据包括：预设时间段内每次进行无功补偿时投入电容器容量及其对应的电压升高值；该根据柱上无功补偿历史数据获取投入电容器容量-预估电压升高值对应关系，包括：根据投入电容器容量对该柱上无功补偿历史数据进行分类，每类历史数据所对应的投入电容器容量相同；基于预获取的时间权重系数阵列分别处理各类历史数据得到该投入电容器容量-预估电压升高值对应关系。进一步地，基于预获取的时间权重系数阵列处理一类历史数据得到一种投入电容器容量与预估电压升高值对应关系时，采用如下公式：其中，ΔU表示对应该投入电容器容量的预估电压升高值，ΔUi表示该类历史数据中第i个该投入电容器容量对应的电压升高值，f(ti)表示第i个该投入电容器容量对应的时间权重系数，N表示该类历史数据中的数据条数。进一步地，该时间权重系数序列按照距离当前时间间隔越远权重系数越小的原则确定。进一步地，该线路参数包括：线路每公里电抗值以及补偿装置所覆盖线路长度。第二方面，提供一种用于交流输电线路的柱上无功补偿控制装置，包括：无功补偿量计算模块，根据补偿点电流、补偿点电压以及线路参数计算无功补偿量；投入电容器容量计算模块，根据该无功补偿量获取需要投入的电容器容量；电压预估模块，根据预获取的投入电容器容量-预估电压升高值对应关系以及该补偿点电压得到投入该容量的电容器后的预估补偿点电压；第一判断模块，判断该预估补偿点电压是否越限；无功补偿模块，当该预估补偿点电压未越限时根据计算得到的需要投入的电容器容量产生控制指令，以使柱上无功补偿装置根据该控制指令投入该容量的电容器。进一步地，还包括：第二判断模块，获取并判断投入该容量的电容器后的实际补偿点电压是否越限；电容切除模块，当该实际补偿点电压越限时切除投入的电容器。进一步地，还包括：电压电流获取模块，获取该补偿点电流、该补偿点电压。进一步地，还包括：延时模块，当该预估补偿点电压越限或者该实际补偿点电压未越限，延时预设时间后再次获取该补偿点电流、该补偿点电压。进一步地，该无功补偿量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于交流输电线路的柱上无功补偿控制方法，其特征在于，包括：/n根据补偿点电流、补偿点电压以及线路参数计算无功补偿量；/n根据所述无功补偿量获取需要投入的电容器容量；/n根据预获取的投入电容器容量-预估电压升高值对应关系以及所述补偿点电压得到投入所述容量的电容器后的预估补偿点电压；/n判断所述预估补偿点电压是否越限；/n若否，根据计算得到的需要投入的电容器容量产生控制指令，以使柱上无功补偿装置根据所述控制指令投入所述容量的电容器。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于交流输电线路的柱上无功补偿控制方法，其特征在于，包括：
根据补偿点电流、补偿点电压以及线路参数计算无功补偿量；
根据所述无功补偿量获取需要投入的电容器容量；
根据预获取的投入电容器容量-预估电压升高值对应关系以及所述补偿点电压得到投入所述容量的电容器后的预估补偿点电压；
判断所述预估补偿点电压是否越限；
若否，根据计算得到的需要投入的电容器容量产生控制指令，以使柱上无功补偿装置根据所述控制指令投入所述容量的电容器。


2.根据权利要求1所述的用于交流输电线路的柱上无功补偿控制方法，其特征在于，还包括：
获取并判断投入所述容量的电容器后的实际补偿点电压是否越限；
若所述实际补偿点电压越限则切除投入的电容器。


3.根据权利要求2所述的用于交流输电线路的柱上无功补偿控制方法，其特征在于，所述根据补偿点电流、补偿点电压以及线路参数计算无功补偿量之前，还包括：
获取所述补偿点电流、所述补偿点电压。


4.根据权利要求3所述的用于交流输电线路的柱上无功补偿控制方法，其特征在于，还包括：
若所述预估补偿点电压越限或者所述实际补偿点电压未越限，延时预设时间后返回所述获取所述补偿点电流、所述补偿点电压的步骤。


5.根据权利要求1所述的用于交流输电线路的柱上无功补偿控制方法，其特征在于，所述根据补偿点电流、补偿点电压以及线路参数计算无功补偿量，包括：
根据所述补偿点电流、所述补偿点电压计算相角差；
根据所述补偿点电流、所述补偿点电压以及所述相角差计算所述补偿点的无功功率；
根据所述补偿点电流、所述补偿点电压、所述相角差以及所述线路参数计算线路需求的无功功率；
根据所述补偿点的无功功率以及所述线路需求的无功功率计算无功补偿容量。


6.根据权利要求1所述的用于交流输电线路的柱上无功补偿控制方法，其特征在于，所述根据预获取的投入电容器容量-预估电压升高值对应关系以及所述补偿点电压得到投入所述容量的电容器后的预估补偿点电压，包括：
根据预获取的投入电容器容量-预估电压升高值对应关系得到投入所述容量的电容器后的预估电压升高值；
将所述预估电压升高值与所述补偿点电压相加得到投入所述容量的电容器后的预估补偿点电压。


7.根据权利要求1所述的用于交流输电线路的柱上无功补偿控制方法，其特征在于，还包括：
根据柱上无功补偿历史数据获取投入电容器容量-预估电压升高值对应关系。


8.根据权利要求7所述的用于交流输电线路的柱上无功补偿控制方法，其特征在于，所述柱上无功补偿历史数据包括：预设时间段内每次进行无功补偿时投入电容器容量及其对应的电压升高值；
所述根据柱上无功补偿历史数据获取投入电容器容量-预估电压升高值对应关系，包括：
根据投入电容器容量对所述柱上无功补偿历史数据进行分类，每类历史数据所对应的投入电容器容量相同；
基于预获取的时间权重系数阵列分别处理各类历史数据得到所述投入电容器容量-预估电压升高值对应关系。


9.根据权利要求8所述的用于交流输电线路的柱上无功补偿控制方法，其特征在于，基于预获取的时间权重系数阵列处理一类历史数据得到一种投入电容器容量与预估电压升高值对应关系时，采用如下公式：



其中，ΔU表示对应所述投入电容器容量的预估电压升高值，ΔUi表示该类历史数据中第i个所述投入电容器容量对应的电压升高值，f(ti)表示第i个所述投入电容器容量对应的时间权重系数，N表示该类历史数据中的数据条数。


10.根据权利要求9所述的用于交流输电线路的柱上无功补偿控制方法，其特征在于，所述时间权重系数序列按照距离当前时间间隔越远权重系数越小的原则确定。


11.根据权利要求1至10任一项所述的用于交流输电线路的柱上无功补偿控制方法，其特征在于，所述线路参数包括：线路每公里电抗值以及补偿装置所覆盖线路长度。


12.一种用于交流输电...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷梅梅，姚成，杨永刚，何晓靓，邓军锋，
申请(专利权)人：西安西电电力电容器有限责任公司，中国西电电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61