20kV城市電纜線路無(wú)功配置方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種20kV城市電纜線路的無(wú)功配置方法。其具體步驟為：首先提取20kV城市電纜線路的電氣特征建立典型配電線路模型；其次考慮典型配電線路模型的實(shí)用范圍將其非典型化，分析不同邊界條件下的無(wú)功配置容量范圍并形成無(wú)功配置參考值，使其可覆蓋不同接線形式及不同運(yùn)行工況下的20kV城市電纜線路；最后由該參考值進(jìn)行20kV城市電纜線路的無(wú)功配置。本發(fā)明考慮了20kV城市電纜線路不同接線形式及運(yùn)行工況不同下的無(wú)功配置范圍，縮小了現(xiàn)有導(dǎo)則籠統(tǒng)給出的配置范圍區(qū)間，更為清晰地指導(dǎo)了無(wú)功配置在工程上的應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】20kV城市電纜線路無(wú)功配置方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)配電線路無(wú)功補(bǔ)償配置方法，特別涉及20kV城市電纜線路的無(wú)功補(bǔ)償配置方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市負(fù)荷的日益增長(zhǎng)，20kV電壓等級(jí)由于其自身在供電能力、經(jīng)濟(jì)效益的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越受到重視。在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的城市地區(qū)，已逐漸采用20kV城市電纜線路取代原有的IOkV電纜線路對(duì)用戶進(jìn)行供電。同時(shí)，為了提高電網(wǎng)質(zhì)量，最大限度減少網(wǎng)絡(luò)損耗，改善供電環(huán)境，在配電線路增設(shè)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備是一項(xiàng)被廣泛認(rèn)可的措施。
[0003]目前，針對(duì)城市配電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償配置，《國(guó)家電網(wǎng)公司城市配電網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)則》及《中國(guó)南方電網(wǎng)城市配電網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)則》均指出對(duì)于20、10kV中低壓配電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償，應(yīng)安裝在低壓母線側(cè)，容量按變壓器容量20%?40%考慮；而在20kV電壓等級(jí)應(yīng)用較為成熟的江蘇地區(qū)，其出臺(tái)的《20kV配電系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則》也指出無(wú)功補(bǔ)償配置容量按主變?nèi)萘?5%?30%配置，采用客戶端分散就地補(bǔ)償與變電所集中補(bǔ)償相結(jié)合的方式。
[0004]事實(shí)上，無(wú)功補(bǔ)償配置容量受負(fù)荷性質(zhì)、供電半徑、配電線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等因素影響，上述導(dǎo)則籠統(tǒng)地給出了無(wú)功補(bǔ)償配置容量的范圍，較大的配置區(qū)間可能會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)公司在實(shí)際安裝配置時(shí)為保證可靠均按最大配置率配置，造成經(jīng)濟(jì)效益的下降。
[0005]因此，為更好地指導(dǎo)工程上的實(shí)際應(yīng)用，需要一種能夠結(jié)合20kV城市配電線路自身特點(diǎn)，更為明確界定配電線路無(wú)功補(bǔ)償配置容量范圍的方法，以縮小現(xiàn)有導(dǎo)則中給出的配置區(qū)間，指導(dǎo)配電線路在不同運(yùn)行工況下的無(wú)功配置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于根據(jù)不同20kV城市電纜線路不同的運(yùn)行工況給出無(wú)功配置容量范圍，以縮小現(xiàn)有導(dǎo)則籠統(tǒng)給出的配置區(qū)間。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]一種20kV城市電纜線路的無(wú)功配置方法，包括以下步驟:
[0008](I)提取20kV城市電纜線路的電氣特征，建立20kV城市電纜的典型配電線路模型；所述電氣特征包括線路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、主干線長(zhǎng)度L、電纜線路型號(hào)、線路總配變?nèi)萘?、配變型?hào)；
[0009]( 2 )基于不同的邊界條件，將典型配電線路模型非典型化，形成具有不同邊界條件的非典型配電線路，其邊界條件代表線路不同的實(shí)際運(yùn)行工況，邊界條件指主干線長(zhǎng)度L、線路配變平均負(fù)載率α和配變平均原始功率因數(shù)β ;
[0010](3)得出α、β和L變化時(shí)對(duì)應(yīng)最優(yōu)無(wú)功配置率的變化率，按α、β的不同區(qū)間形成非典型配電線路無(wú)功配置參考值表；
[0011](4)根據(jù)非典型配電線路無(wú)功配置參考值表，得出某一配變負(fù)載率水平即未來(lái)3?5年內(nèi)的最大負(fù)荷預(yù)測(cè)值與配變平均原始功率因數(shù)期望值的城市電纜線路的無(wú)功補(bǔ)償配置率，進(jìn)行20kV城市電纜線路的無(wú)功配置。
[0012]進(jìn)一步地，20kV城市電纜的典型配電線路模型，采用以下參數(shù):主干線長(zhǎng)度L為3km,電纜線路型號(hào)為YJLV223*300，線路總配變?nèi)萘繛?7500kVA，配變型號(hào)均采用低能耗配電變壓器，典型配電線路模型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用現(xiàn)有IEEE14節(jié)點(diǎn)配電系統(tǒng)模型，該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一個(gè)饋線節(jié)點(diǎn)具有3條主干線出線，共13條支路，各支路線路長(zhǎng)度按上述分析結(jié)果由主干線長(zhǎng)度3km平均分配，各節(jié)點(diǎn)均帶配電變壓器，配電變壓器容量按線路總配變?nèi)萘科骄峙洹?br> [0013]進(jìn)一步地，非典型配電線路是指:邊界條件α、β和L與典型配電線路模型的不同，不同的邊界條件代表線路不同的實(shí)際運(yùn)行工況；
[0014]線路配變平均負(fù)載率α定義為:
[0015]
【權(quán)利要求】
1.一種20kV城市電纜線路的無(wú)功配置方法，其特征在于包括以下步驟: Cl)提取20kV城市電纜線路的電氣特征，建立20kV城市電纜的典型配電線路模型；所述電氣特征包括線路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、主干線長(zhǎng)度L、電纜線路型號(hào)、線路總配變?nèi)萘?、配變型?hào); (2 )基于不同的邊界條件，將典型配電線路模型非典型化，形成具有不同邊界條件的非典型配電線路，其邊界條件代表線路不同的實(shí)際運(yùn)行工況，邊界條件指主干線長(zhǎng)度L、線路配變平均負(fù)載率α和配變平均原始功率因數(shù)β ; (3)得出α、β和L變化時(shí)對(duì)應(yīng)最優(yōu)無(wú)功配置率的變化率，按α、β的不同區(qū)間形成非典型配電線路無(wú)功配置參考值表； (4)根據(jù)非典型配電線路無(wú)功配置參考值表，得出某一配變負(fù)載率水平即未來(lái)3~5年內(nèi)的最大負(fù)荷預(yù)測(cè)值與配變平均原始功率因數(shù)期望值的城市電纜線路的無(wú)功補(bǔ)償配置率，進(jìn)行20kV城市電纜線路的無(wú)功配置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的20kV城市電纜線路的無(wú)功配置方法，其特征在于所述的20kV城市電纜的典型配電線路模型，采用以下參數(shù):主干線長(zhǎng)度L為3km，電纜線路型號(hào)為YJLV223*300，線路總配變?nèi)萘繛?7500kVA，配變型號(hào)均采用低能耗配電變壓器，典型配電線路模型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用現(xiàn)有IEEE14節(jié)點(diǎn)配電系統(tǒng)模型，該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一個(gè)饋線節(jié)點(diǎn)具有3條主干線出線，共13條支路，各支路線路長(zhǎng)度按上述分析結(jié)果由主干線長(zhǎng)度3km平均分配，各節(jié)點(diǎn)均帶配電變壓器，配電變壓器容量按線路總配變?nèi)萘科骄峙洹?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的20kV城市電纜線路的無(wú)功配置方法，其特征在于所述的非典型配電線路是指:邊界條件α、β和L與典型配電線路模型的不同，不同的邊界條件代表線路不同的實(shí)際運(yùn)行工況； 線路配變平均負(fù)載率α定義為:α=P/S (1) P為線路上總的有功功率負(fù)荷，S為線路總配變?nèi)萘浚? 配變平均原始功率因數(shù)β與線路上總的有功功率負(fù)荷P和無(wú)功功率Q的關(guān)系為:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的20kV城市電纜線路的無(wú)功配置方法，其特征在于步驟(3)中所述的得出α、β和L變化時(shí)對(duì)應(yīng)最優(yōu)無(wú)功配置率的變化率的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程是:采用負(fù)荷端分散補(bǔ)償?shù)姆椒?，非典型配電線路中各配變低壓側(cè)均配備無(wú)功補(bǔ)償裝置，假定線路上各個(gè)配變的負(fù)載率和負(fù)荷功率因數(shù)與線路配變平均負(fù)載率α和配變平均原始功率因數(shù)β —致；并定義線路最優(yōu)無(wú)功配置率Y為:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的20kV城市電纜線路的無(wú)功配置方法，其特征在于ka=+0.6%，ke=-l.0%, kL=-0.1% ;所述給定區(qū)間指的是:L變化區(qū)間為Ikm~7km,每2km采一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)；a變化區(qū)間為20%~80%，每10%采一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，β的變化區(qū)間為0.75~0.95，每隔0.05采一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的20kV城市電纜線路的無(wú)功配置方法，其特征在于步驟(3)所述的非典型配電線路無(wú)功配置參考值表形成的具體過(guò)程是: 計(jì)算不同邊界條件的非典型配電線路最優(yōu)無(wú)功配置率，其計(jì)算公式如下:
Y N = ka ( a N- a 0) +k0 ( β N- β 0) +kL(Ln-L0) + Y 0 (5) 其中和“為典型配電線路模型的電氣參數(shù)^^^七和Yn表示不同邊界條件的非典型配電線路的電氣參數(shù)； 通過(guò)計(jì)算得到不同邊界條件下的最優(yōu)無(wú)功配置率Y，并結(jié)合工程實(shí)際應(yīng)用將其邊界條件參數(shù)值變化區(qū)間劃分為:β值為0.80以下時(shí)代表以工業(yè)負(fù)荷為主的負(fù)荷特性、為0.80~0.90時(shí)代表工業(yè)負(fù)荷和居民用電負(fù)荷相結(jié)合的負(fù)荷特性、為0.90以上時(shí)代表居民用電負(fù)荷為主的負(fù)荷特性；a值為30%以下時(shí)代表負(fù)載輕、為30%~50%時(shí)代表負(fù)載率中等、為50%以上時(shí)代表負(fù)載程度較重；L取3km，形成以a和β這兩個(gè)邊界條件為變量的無(wú)功配置參考值表，L變化2km以上時(shí)根據(jù)匕對(duì)Y進(jìn)行相應(yīng)增減。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的20kV城市電纜線路的無(wú)功配置方法，其特征在于根據(jù)給出的無(wú)功配置參考值表，由具體線路中某一配變負(fù)載率水平即未來(lái)3~5年內(nèi)的最大負(fù)荷預(yù)測(cè)值與配變平均原始功率因數(shù)期望值給出參考值，根據(jù)參考值進(jìn)行20kV城市電纜線路的無(wú)功配置。
【文檔編號(hào)】H02J3/20GK103915850SQ201410086714
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月10日
【發(fā)明者】張勇軍, 陳澤興, 鄒俊雄, 李欽豪 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)