一种单线单变接线方式下关口无功控制范围动态整定方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201410217426.2	申请日：	2014.05.21
公开号：	CN104009482A	公开日：	2014.08.27
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):H02J 3/18申请日:20140521\|\|\|公开
IPC分类号：	H02J3/18	主分类号：	H02J3/18
申请人：	华南理工大学
发明人：	张勇军; 羿应棋; 李钦豪
地址：	511400 广东省广州市南沙区环市大道南路25号华工大广州产研院
优先权：
专利代理机构：	广州粤高专利商标代理有限公司 44102	代理人：	何淑珍
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内容摘要

本发明提供一种单线单变接线方式下关口无功控制范围动态整定方法，以解决当前电网自动电压控制中因关口无功的控制范围固定而无法适应电网运行特性动态变化的问题。其具体步骤为：首先，采集地区电网线路和主变压器参数、送电端电压数据；其次，计算主变压器不同负载率时系统有功损耗的最小值、关口无功的优化区间以及相对应的关口功率因数变化范围；最后，考虑变压器轻、重载时的关口功率因数约束，分别得出不同工况下关口无功的控制范围。本发明提出了单线单变接线方式下关口无功控制范围动态整定方法，能使关口无功的优化控制范围动态适应电网负荷水平的变化，促进系统的无功平衡和节能降耗。

权利要求书

权利要求书1. 一种单线单变接线方式下关口无功控制范围动态整定方法，其特征在于包括以下步骤：(1)采集线路的电阻r、电抗x、节点电纳B、变压器的容量SN、空载损耗P0、负载损耗Pk、短路电压百分值Uk％、空载电流百分值I0％及其送电端电压Ua；(2)选择变压器负载率β＝10％、40％和70％三种水平代表负荷较轻状态1、负荷中等状态2和负荷较重状态3，采用作图法分别求取三种负荷状态下线路和变压器有功损耗之和的最小值PLmin1、PLmin2、PLmin3；计算最优网损偏移量ΔPL；(3)分别计算所述三种负荷状态下关口无功QH的优化区间以及相应的关口功率因数变化范围(4)判断是否滞后，若满足，则β<40％时关口无功的控制范围为：若不满足，则β<40％时关口无功的控制范围为：(5)判断是否不小于0.95，若满足，则β≥40％时关口无功的控制范围为：若不满足，则β≥40％时的关口无功的控制范围为：所述的为时的关口无功功率。2. 根据权利要求1所述的单线单变接线方式下关口无功控制范围动态整定方法，其特征在于：所述的最优网损偏移量ΔPL为不同负载率下关口无功优化区间内各点所对应的有功损耗PL相对于最小值PLmin的最大增量，可由式(1)获得：ΔPL＝α％PLmin3······(1)，式(1)包含变量：变压器负载率β＝70％时线路和变压器有功损耗之和的最小值PLmin3；根据单线单变系统重载运行时的节能要求人工设定的常数α％。3. 根据权利要求1所述的单线单变接线方式下关口无功控制范围动态整定方法，其特征在于：所述的不同负载率下关口无功QH的优化区间通过以下方法获得：当系统中网络元件参数和有功负荷给定时，将线路和变压器的有功损耗之和PL看做关口无功QH的一元函数，且通过改变关口无功QH的量求得PL随关口无功QH变化而变化的U型曲线，从该曲线中能确定PL的最小值PLmin，根据给定的最优网损偏移量ΔPL，划出PLmin与ΔPL之和的等值线与U型曲线相交于两点，两交点的横坐标中较大和较小者分别对应关口无功优化区间的上、下限值。

说明书

说明书一种单线单变接线方式下关口无功控制范围动态整定方法
技术领域
本发明涉及电力系统关口无功控制方法，特别涉及一种单线单变接线方式下关口无功控制范围动态整定方法。
背景技术
随着电网规模的不断扩大，电网运行的安全性、可靠性和经济性问题已变得越发突出，而传统对整个复杂大电网建模后进行集中优化的方法不仅可行性低而且控制效果也较差。相比较而言，基于变电站本地电气信息、追求无功就地平衡的VQC控制策略，由于建模要求不高、信息交互量少、控制算法简单，目前在AVC变电站侧的无功电压控制中得到了广泛的应用。
然而，该方法存在一个明显的问题：对于关口无功功率区间的设定常常是根据以往的运行经验而缺少理论依据的指导，也没有考虑电网元件参数不同及运行特性变化对无功控制需求的差异性，这会导致系统运行的安全性(涉及到动态无功储备的充裕性、电压幅值的合格率等)、可靠性(避免设备的频繁调节)和经济性(降低运行功率损耗)往往不能得到协调优化。
本发明提出了一种单线单变接线方式下关口无功控制范围动态整定方法，针对该系统不同的运行工况给出相适应的关口无功控制范围，从而避免了因电网负荷水平变化而引起的关口无功上下限值设定不合理的问题。同时该整定方法不仅适用于单线单变也可推广到其他更加复杂的接线方式如：单线双变、双线三变以及链型接线和T型接线等等，具有较强的工程应用价值。
发明内容
本发明的目的在于解决因电网负荷水平的变化而导致的关口无功控制范围不合理的问题，提出一种单相电变接线方式下关口无功控制范围动态整定方法，具体技术方案如下。
一种单相电变接线方式下关口无功控制范围动态整定方法，包括以下步骤：
(1)采集线路的电阻r、电抗x、节点电纳B、变压器的容量SN、空载损耗P0、负载损耗Pk、短路电压百分值Uk％、空载电流百分值I0％及其送电端电压Ua；
(2)选择变压器负载率β＝10％、40％和70％三种水平代表负荷较轻状态1、负荷中等状态2和负荷较重状态3，采用作图法分别求取三种负荷状态下线路和变压器有功损耗之和的最小值PLmin1、PLmin2、PLmin3；计算最优网损偏移量ΔPL；
(3)分别计算三种负荷状态下关口无功QH的优化区间以及相应的关口功率因数变化范围
(4)判断是否滞后，若满足，则β<40％时关口无功的控制范围为：若不满足，则β<40％时关口无功的控制范围为：
(5)判断是否不小于0.95，若满足，则β≥40％时关口无功的控制范围为：若不满足，则β≥40％时的关口无功的控制范围为：所述的为时的关口无功功率。
进一步地，所述的步骤(2)中不同负载率下线路和变压器有功损耗之和的最小值PLmin以及最优网损偏移量ΔPL根据以下方法获得:
当送电端电压Ua已知时，线路和变压器的有功损耗之和PL可表示为：
PL=△PT+△Pl (1)，
ΔPT=PO+PKPD2+(QH-ΔQT)2SN2---(2),]]>
ΔQT==I0%100·SN+UK%100·PD2+(QH-ΔQT)2SN---(3),]]>
ΔPl=(PD+ΔPT)2+(QH-BUb2/2)2Ub2r---(4),]]>
Ub=Ua-(PD+ΔPT)r+(QH-BUb2/2)xUa---(5),]]>
β=SDSN×100%---(6),]]>

式(1)至(8)包含变量：变压器有功损耗ΔPT；线路有功损耗ΔPl；受电端电压Ub；变压器无功损耗ΔQT；负荷视在功率SD；负荷有功功率PD；负荷无功功率QD；负荷功率因数
根据式(1)至(4)可知当系统中网络元件参数和有功负荷给定时，可以通过改变关口无功QH的量求得PL随关口无功QH变化而变化的U型曲线，该曲线的最低点便为PL的最小值PLmin，此确定PLmin的方法即为作图法，所述的最优网损偏移量ΔPL为不同负载率下关口无功优化区间内各点所对应的有功损耗PL相对于最小值PLmin的最大增量，可由式(9)获得：
ΔPL＝α％PLmin3·····(9)，
式(9)包含变量：变压器负载率β＝70％时线路和变压器有功损耗之和的最小值PLmin3；根据系统重载运行时的节能要求人工设定的常数α％。
进一步地，所述步骤(3)中不同负载率下关口无功QH的优化区间可以通过以下方法获得：当系统中网络元件参数和有功负荷给定时，线路和变压器的有功损耗之和PL可看做关口无功QH的一元函数，且通过改变关口无功QH的量可求得PL随关口无功QH变化而变化的U型曲线，从该曲线中可以确定PL的最小值PLmin，根据给定的最优网损偏移量ΔPL，划出PLmin与ΔPL 之和的等值线与U型曲线相交于两点，两交点的横坐标中较大和较小者分别对应关口无功优化区间的上、下限值。
进一步地，所述的步骤(4)、(5)的实施过程是：
(1)判断是否滞后：
若满足，则变电站轻载时关口无功的控制范围为：
若不满足，则变电站轻载时关口无功的控制范围为：
(2)判断是否不小于0.95：
若满足，则变电站非轻载时关口无功的控制范围为：
若不满足，则变电站非轻载时关口无功的控制范围为：所述的为时的关口无功功率；
其中，以变压器负载率β＝40％作为变电站轻载与非轻载的分界点。
与现有技术相比，本发明有以下优点：
(1)考虑了电网运行特性变化对关口无功控制的影响，能够针对不同的运行工况制定出相适应的关口无功控制范围。
(2)所提出关口无功控制范围动态整定方法，不仅考虑了变压器轻、重载时关口功率因数的控制要求，也能够在满足系统运行经济性的同时避免低压侧无功补偿装置的频繁动作。
附图说明
图1是单线单变接线方式中关口无功控制范围动态整定方法流程图。
图2是某负载率下关口无功优化区间示意图。
图3是某110kV电网单线单变接线方式示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实例对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明的实施和保护不限于此。
如图1，一种单线单变接线方式中关口无功控制范围动态整定方法，包括以下步骤：
(1)采集线路的电阻r、电抗x、节点电纳B、变压器的容量SN、空载损耗P0、负载损耗Pk、短路电压百分值Uk％、空载电流百分值I0％及其送电端电压Ua；
(2)选择变压器负载率β＝10％、40％和70％三种水平代表负荷较轻状态1、负荷中等状态2和负荷较重状态3，采用作图法分别求取三种负荷状态下线路和变压器有功损耗之和的最小值PLmin1、PLmin2、PLmin3；计算最优网损偏移量ΔPL；
如图2所示，图中虚线和点划线分别表示变压器损耗和线路损耗、实线代表总损耗(变压器与线路损耗之和)，由于两组数值差别较大，为了表示方便采用主副纵坐标轴表示。由图可知，当系统各参数给定时，线路和变压器的有功损耗之和PL可看做关口无功QH的一元函数，且通过改变关口无功QH的量可求得总损耗PL随关口无功QH变化而变化的U型曲线，其中PLmin即为该曲线最低点所对应的总损耗值，最优网损偏移量ΔPL可由下式获得：
ΔPL＝α％PLmin3
式中，PLmin3为变压器负载率β＝70％时线路和变压器有功损耗之和的最小值；α％为根据系统重载运行时的节能要求人工设定的常数；
(3)分别计算求取当变压器负载率β＝10％、40％和70％时关口无功QH的优化区间以及相应的关口功率因数变化范围
如图2所示，根据预先设定的最优网损偏移量ΔPL，划出PLmin与ΔPL之和的等值线与U型曲线相交于两点，两交点的横坐标中较大和较小者分别对应关口无功优化区间的上、下限值。
(4)判断是否滞后，若满足，则β<40％时关口无功的控制范围为：若不满足，则β<40％时关口无功的控制范围为：
(5)判断是否不小于0.95，若满足，则β≥40％时关口无功的控制范围为：若不满足，则β≥40％时的关口无功的控制范围为：所述的为时的关口无功功率。
进一步地，所述的步骤(4)、(5)的实施过程是：
(1)判断是否滞后。
若满足，则变电站轻载时关口无功的控制范围为：
若不满足，则变电站轻载时关口无功的控制范围为：
(2)判断是否不小于0.95。
若满足，则变电站非轻载时关口无功的控制范围为：
若不满足，则变电站非轻载时关口无功的控制范围为：所述的为时的关口无功功率。
其中，以变压器负载率β＝40％作为变电站轻载与非轻载的分界点。
以下是本发明方法的一个实际算例，以某110kV电网中单线单变接线方式为例，图3显示了该接线方式的拓扑结构。
(1)采集线路的电阻r、电抗x、节点电纳B、变压器的容量SN、空载损耗P0、负载损耗Pk、短路电压百分值Uk％、空载电流百分值I0％及其送电端电压Ua，有：
r＝0.8Ω，x＝3.98Ω，B＝2.91×10-5S，SN＝50MVA，P0＝25kW
Pk＝178.4kW，Uk％＝16，I0％＝0.01，Ua＝115kV
(2)选择变压器负载率β＝10％、40％和70％三种水平代表负荷较轻状态1、负荷中等状态2和负荷较重状态3，采用作图法分别求取三种负荷状态下线路和变压器有功损耗之和的最小值PLmin1、PLmin2、PLmin3；计算最优网损偏移量ΔPL；
β＝10％：PLmin1＝28kW；β＝40％：PLmin2＝73kW；β＝70％：PLmin3＝173kW令常数α％＝6％则最优网损偏移量为：
ΔPL＝α％PLmin3＝173×6％kW≈10kW
(3)分别计算求取当变压器负载率β＝10％、40％和70％时关口无功QH的优化区间以及相应的关口功率因数变化范围
当给定系统的最优网损偏移量ΔPL＝10kW时，可得不同负载率下关口无功的优化区间以及相应的关口功率因数变化范围如表1所示。
表1不同负载率下关口无功的优化区间
变压器负载率β10％40％70％优化区间/Mvar(-8.5，9.0)(-7.5，9.5)(-6.5，10.5)功率因数区间(0.47，0.49)(0.89，0.93)(0.95，0.98)
注：表中粗体数值表示功率因数超前
(4)判断是否滞后，若满足，则β<40％时关口无功的控制范围为：若不满足，则β<40％时关口无功的控制范围为：由于超前，则β<40％时关口无功的控制范围为：(0，9)∩(-7.5，9.5)＝(0，9)。
(5)判断是否不小于0.95，若满足，则可直接求出β≥40％时关口无功的控制范围为：若不满足，则β≥40％时的关口无功的控制范围为：其中为时的关口无功功率。由于因此β＝70％的关口无功优化区间仍为(-6.5，10.5)，则β≥40％时关口无功的控制范围为：(-6.5，10.5)∩(-7.5，9.5)＝(-6.5，9.5)。
以变压器负载率β＝40％作为变电站轻载与非轻载的分界点，则不同负载情况下的关口关口控制范围如表2所示。
表2不同运行工况下关口无功的控制范围
负载情况关口无功控制范围/Mvar(PL-PLmin)/kWβ<40％(轻载)(0，9)≤10β≥40％(非轻载)(-6.5，9.5)≤10
由表2可知，本发明提出的一种单线单变接线方式下关口无功控制范围动态整定方法可以针对单线单变接线方式中不同的运行工况制定出相适应的关口无功控制范围，并保证在该控制范围内既能满足系统运行的经济性，也能避免低压侧无功补偿装置的频繁动作以及变电站轻载时的无功倒送问题。同时该整定方法不仅适用于单线单变也可推广到其他更加复杂的接线方式如：单线双变、双线三变以及链型接线和T型接线等等，具有较强的工程应用价值。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质和原理下所作的修改、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都应包含在本发明的保护范围之内。

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1、(10)申请公布号 CN 104009482 A (43)申请公布日 2014.08.27 CN 104009482 A (21)申请号 201410217426.2 (22)申请日 2014.05.21 H02J 3/18(2006.01) (71)申请人华南理工大学地址 511400 广东省广州市南沙区环市大道南路 25 号华工大广州产研院 (72)发明人张勇军羿应棋李钦豪 (74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司 44102 代理人何淑珍 (54) 发明名称一种单线单变接线方式下关口无功控制范围动态整定方法 (57) 摘要本发明提供一种单线单变接线方式下关。

2、口无功控制范围动态整定方法，以解决当前电网自动电压控制中因关口无功的控制范围固定而无法适应电网运行特性动态变化的问题。其具体步骤为：首先，采集地区电网线路和主变压器参数、送电端电压数据；其次，计算主变压器不同负载率时系统有功损耗的最小值、关口无功的优化区间以及相对应的关口功率因数变化范围；最后，考虑变压器轻、重载时的关口功率因数约束，分别得出不同工况下关口无功的控制范围。本发明提出了单线单变接线方式下关口无功控制范围动态整定方法，能使关口无功的优化控制范围动态适应电网负荷水平的变化，促进系统的无功平衡和节能降耗。 (51)Int.Cl.。

3、权利要求书 1 页说明书 6 页附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书1页说明书6页附图2页 (10)申请公布号 CN 104009482 A CN 104009482 A 1/1 页 2 1. 一种单线单变接线方式下关口无功控制范围动态整定方法，其特征在于包括以下步骤： (1)采集线路的电阻r、电抗x、节点电纳B、变压器的容量SN、空载损耗P0、负载损耗Pk、短路电压百分值 Uk、空载电流百分值 I0及其送电端电压 Ua； (2) 选择变压器负载率 10、 40和 70三种水平代表负荷较轻状态 1、负荷中等状态。

4、2 和负荷较重状态 3，采用作图法分别求取三种负荷状态下线路和变压器有功损耗之和的最小值 PLmin1、 PLmin2、 PLmin3；计算最优网损偏移量 PL； (3)分别计算所述三种负荷状态下关口无功QH的优化区间以及相应的关口功率因数变化范围 (4)判断是否滞后，若满足，则40时关口无功的控制范围为：若不满足，则40时关口无功的控制范围为： (5) 判断是否不小于 0.95，若满足，则 40 时关口无功的控制范围为：若不满足，则 40 时的关口无功的控制范围为：所述的为时的关口无功功率。 2. 根据。

5、权利要求 1 所述的单线单变接线方式下关口无功控制范围动态整定方法，其特征在于：所述的最优网损偏移量PL为不同负载率下关口无功优化区间内各点所对应的有功损耗 PL相对于最小值 PLmin的最大增量，可由式 (1) 获得： PL PLmin3(1)，式 (1) 包含变量：变压器负载率 70时线路和变压器有功损耗之和的最小值 PLmin3；根据单线单变系统重载运行时的节能要求人工设定的常数。 3. 根据权利要求 1 所述的单线单变接线方式下关口无功控制范围动态整定方法，其特征在于：所述的不同负载率下关口无功 QH的优化区间通过以下方法获得：当系统中网络元件参数。

6、和有功负荷给定时，将线路和变压器的有功损耗之和 PL看做关口无功 QH的一元函数，且通过改变关口无功 QH的量求得 PL随关口无功 QH变化而变化的 U 型曲线，从该曲线中能确定PL的最小值PLmin，根据给定的最优网损偏移量PL，划出PLmin与PL之和的等值线与 U 型曲线相交于两点，两交点的横坐标中较大和较小者分别对应关口无功优化区间的上、下限值。权利要求书 CN 104009482 A 2 1/6 页 3 一种单线单变接线方式下关口无功控制范围动态整定方法技术领域 0001 本发明涉及电力系统关口无功控制方法，特别涉及一种单线单变接线方式下关口无功控。

7、制范围动态整定方法。背景技术 0002 随着电网规模的不断扩大，电网运行的安全性、可靠性和经济性问题已变得越发突出，而传统对整个复杂大电网建模后进行集中优化的方法不仅可行性低而且控制效果也较差。相比较而言，基于变电站本地电气信息、追求无功就地平衡的 VQC 控制策略，由于建模要求不高、信息交互量少、控制算法简单，目前在 AVC 变电站侧的无功电压控制中得到了广泛的应用。 0003 然而，该方法存在一个明显的问题：对于关口无功功率区间的设定常常是根据以往的运行经验而缺少理论依据的指导，也没有考虑电网元件参数不同及运行特性变化对无功控制需求的差异性，这会导。

8、致系统运行的安全性 ( 涉及到动态无功储备的充裕性、电压幅值的合格率等)、可靠性(避免设备的频繁调节)和经济性(降低运行功率损耗)往往不能得到协调优化。 0004 本发明提出了一种单线单变接线方式下关口无功控制范围动态整定方法，针对该系统不同的运行工况给出相适应的关口无功控制范围，从而避免了因电网负荷水平变化而引起的关口无功上下限值设定不合理的问题。同时该整定方法不仅适用于单线单变也可推广到其他更加复杂的接线方式如：单线双变、双线三变以及链型接线和 T 型接线等等，具有较强的工程应用价值。发明内容 0005 本发明的目的在于解决因电网负荷水平的变化而导致的关口无。

9、功控制范围不合理的问题，提出一种单相电变接线方式下关口无功控制范围动态整定方法，具体技术方案如下。 0006 一种单相电变接线方式下关口无功控制范围动态整定方法，包括以下步骤： 0007 (1) 采集线路的电阻 r、电抗 x、节点电纳 B、变压器的容量 SN、空载损耗 P0、负载损耗 Pk、短路电压百分值 Uk、空载电流百分值 I0及其送电端电压 Ua； 0008 (2) 选择变压器负载率 10、 40和 70三种水平代表负荷较轻状态 1、负荷中等状态 2 和负荷较重状态 3，采用作图法分别求取三种负荷状态下线路和变压器有功损耗之和的最小值 PLmin1、。

10、PLmin2、 PLmin3；计算最优网损偏移量 PL； 0009 (3) 分别计算三种负荷状态下关口无功 QH的优化区间以及相应的关口功率因数变化范围说明书 CN 104009482 A 3 2/6 页 4 0010 (4) 判断是否滞后，若满足，则 40时关口无功的控制范围为：若不满足，则 40时关口无功的控制范围为： 0011 (5) 判断是否不小于 0.95，若满足，则 40时关口无功的控制范围为：若不满足，则 40时的关口无功的控制范围为：所述的为时的关口无功功率。 0012 进一步地，所述的步骤 (2) 中不同负载率。

11、下线路和变压器有功损耗之和的最小值 PLmin以及最优网损偏移量 PL根据以下方法获得 : 0013 当送电端电压 Ua已知时，线路和变压器的有功损耗之和 PL可表示为： 0014 PL= PT+ Pl (1)， 0015 0016 0017 0018 0019 0020 0021 0022 式(1)至(8)包含变量：变压器有功损耗PT；线路有功损耗Pl；受电端电压Ub；变压器无功损耗 QT；负荷视在功率 SD；负荷有功功率 PD；负荷无功功率 QD；负荷功率因数 0023 根据式 (1) 至 (4) 可知当系统中网络元件参数和有功负荷给定时，可以通过改变关口无功 Q。

12、H的量求得 PL随关口无功 QH变化而变化的 U 型曲线，该曲线的最低点便为 PL的最小值 PLmin，此确定 PLmin的方法即为作图法，所述的最优网损偏移量 PL为不同负载率下关口无功优化区间内各点所对应的有功损耗 PL相对于最小值 PLmin的最大增量，可由式 (9) 获得： 0024 PL PLmin3(9)， 0025 式 (9) 包含变量：变压器负载率 70时线路和变压器有功损耗之和的最小值 PLmin3；根据系统重载运行时的节能要求人工设定的常数。说明书 CN 104009482 A 4 3/6 页 5 0026 进一步地，所述步骤 (3) 中不同。

13、负载率下关口无功 QH的优化区间可以通过以下方法获得：当系统中网络元件参数和有功负荷给定时，线路和变压器的有功损耗之和 PL可看做关口无功 QH的一元函数，且通过改变关口无功 QH的量可求得 PL随关口无功 QH变化而变化的 U 型曲线，从该曲线中可以确定 PL的最小值 PLmin，根据给定的最优网损偏移量 PL，划出 PLmin与 PL之和的等值线与 U 型曲线相交于两点，两交点的横坐标中较大和较小者分别对应关口无功优化区间的上、下限值。 0027 进一步地，所述的步骤 (4)、 (5) 的实施过程是： 0028 (1) 判断是否滞后： 0029 若满足，。

14、则变电站轻载时关口无功的控制范围为： 0030 若不满足，则变电站轻载时关口无功的控制范围为： 0031 (2) 判断是否不小于 0.95 ： 0032 若满足，则变电站非轻载时关口无功的控制范围为： 0033 若不满足，则变电站非轻载时关口无功的控制范围为：所述的为时的关口无功功率； 0034 其中，以变压器负载率 40作为变电站轻载与非轻载的分界点。 0035 与现有技术相比，本发明有以下优点： 0036 (1) 考虑了电网运行特性变化对关口无功控制的影响，能够针对不同的运行工况制定出相适应的关口无功控制范围。 0037 (2) 所提出关口无功控制范围动态整定方。

15、法，不仅考虑了变压器轻、重载时关口功率因数的控制要求，也能够在满足系统运行经济性的同时避免低压侧无功补偿装置的频繁动作。附图说明 0038 图 1 是单线单变接线方式中关口无功控制范围动态整定方法流程图。 0039 图 2 是某负载率下关口无功优化区间示意图。 0040 图 3 是某 110kV 电网单线单变接线方式示意图。具体实施方式 0041 以下结合附图和实例对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明的实施和保护不限于此。 0042 如图 1，一种单线单变接线方式中关口无功控制范围动态整定方法，包括以下步骤： 0043 (1) 采集线路的电阻 r、电抗 x、节。

16、点电纳 B、变压器的容量 SN、空载损耗 P0、负载损耗 Pk、短路电压百分值 Uk、空载电流百分值 I0及其送电端电压 Ua； 0044 (2) 选择变压器负载率 10、 40和 70三种水平代表负荷较轻状态 1、负说明书 CN 104009482 A 5 4/6 页 6 荷中等状态 2 和负荷较重状态 3，采用作图法分别求取三种负荷状态下线路和变压器有功损耗之和的最小值 PLmin1、 PLmin2、 PLmin3；计算最优网损偏移量 PL； 0045 如图 2 所示，图中虚线和点划线分别表示变压器损耗和线路损耗、实线代表总损耗 ( 变压器与线路损耗之和 )。

17、，由于两组数值差别较大，为了表示方便采用主副纵坐标轴表示。由图可知，当系统各参数给定时，线路和变压器的有功损耗之和 PL可看做关口无功 QH 的一元函数，且通过改变关口无功QH的量可求得总损耗PL随关口无功QH变化而变化的U型曲线，其中PLmin即为该曲线最低点所对应的总损耗值，最优网损偏移量PL可由下式获得： 0046 PL PLmin3 0047 式中， PLmin3为变压器负载率 70时线路和变压器有功损耗之和的最小值；为根据系统重载运行时的节能要求人工设定的常数； 0048 (3) 分别计算求取当变压器负载率 10、 40和 70时关口无功 QH的优化区间以。

18、及相应的关口功率因数变化范围 0049 如图 2 所示，根据预先设定的最优网损偏移量 PL，划出 PLmin与 PL之和的等值线与 U 型曲线相交于两点，两交点的横坐标中较大和较小者分别对应关口无功优化区间的上、下限值。 0050 (4) 判断是否滞后，若满足，则 40时关口无功的控制范围为：若不满足，则 40时关口无功的控制范围为： 0051 (5) 判断是否不小于 0.95，若满足，则 40时关口无功的控制范围为：若不满足，则 40时的关口无功的控制范围为：所述的为时的关口无功功率。 0052 进一步地，所述的步骤 (4)、 (5) 的实施过程是：。

19、 0053 (1) 判断是否滞后。 0054 若满足，则变电站轻载时关口无功的控制范围为： 0055 若不满足，则变电站轻载时关口无功的控制范围为： 0056 (2) 判断是否不小于 0.95。 0057 若满足，则变电站非轻载时关口无功的控制范围为： 0058 若不满足，则变电站非轻载时关口无功的控制范围为：所述的为时的关口无功功率。说明书 CN 104009482 A 6 5/6 页 7 0059 其中，以变压器负载率 40作为变电站轻载与非轻载的分界点。 0060 以下是本发明方法的一个实际算例，以某 110kV 电网中单线单变接线方式为例，图 3 显示了该。

20、接线方式的拓扑结构。 0061 (1) 采集线路的电阻 r、电抗 x、节点电纳 B、变压器的容量 SN、空载损耗 P0、负载损耗 Pk、短路电压百分值 Uk、空载电流百分值 I0及其送电端电压 Ua，有： 0062 r 0.8， x 3.98， B 2.9110-5S， SN 50MVA， P0 25kW 0063 Pk 178.4kW， Uk 16， I0 0.01， Ua 115kV 0064 (2) 选择变压器负载率 10、 40和 70三种水平代表负荷较轻状态 1、负荷中等状态 2 和负荷较重状态 3，采用作图法分别求取三种负荷状态下线路和变压器有功损耗之和。

21、的最小值 PLmin1、 PLmin2、 PLmin3；计算最优网损偏移量 PL； 0065 10 ： PLmin1 28kW ； 40 ： PLmin2 73kW ； 70 ： PLmin3 173kW 令常数 6则最优网损偏移量为： 0066 PL PLmin3 1736 kW 10kW 0067 (3) 分别计算求取当变压器负载率 10、 40和 70时关口无功 QH的优化区间以及相应的关口功率因数变化范围 0068 当给定系统的最优网损偏移量 PL 10kW 时，可得不同负载率下关口无功的优化区间以及相应的关口功率因数变化范围如表 1 所示。 0069 表 1 不同负载率下。

22、关口无功的优化区间 0070 变压器负载率 104070 优化区间 /Mvar(-8.5， 9.0)(-7.5， 9.5)(-6.5， 10.5) 功率因数区间(0.47， 0.49)(0.89， 0.93)(0.95， 0.98) 0071 注：表中粗体数值表示功率因数超前 0072 (4) 判断是否滞后，若满足，则 40 时关口无功的控制范围为：若不满足，则 40 时关口无功的控制范围为：由于超前，则 40时关口无功的控制范围为： (0， 9) (-7.5， 9.5) (0， 9)。 0073 (5) 判断是否不。

23、小于 0.95，若满足，则可直接求出 40时关口无功的控制范围为：若不满足，则 40时的关口无功的控制范围为：其中为时的关口无功功率。由于因此 70的关口无功优化区间仍为 (-6.5， 10.5)，则 40时关口无说明书 CN 104009482 A 7 6/6 页 8 功的控制范围为： (-6.5， 10.5) (-7.5， 9.5) (-6.5， 9.5)。 0074 以变压器负载率 40作为变电站轻载与非轻载的分界点，则不同负载情况下的关口关口控制范围如表 2 所示。 0075 表 2 不同运行工况下关口无功的控制范围 0076 负载情况关口无功控制范围 /。

24、Mvar(PL-PLmin)/kW 40 ( 轻载 )(0， 9) 10 40 ( 非轻载 )(-6.5， 9.5) 10 0077 由表 2 可知，本发明提出的一种单线单变接线方式下关口无功控制范围动态整定方法可以针对单线单变接线方式中不同的运行工况制定出相适应的关口无功控制范围，并保证在该控制范围内既能满足系统运行的经济性，也能避免低压侧无功补偿装置的频繁动作以及变电站轻载时的无功倒送问题。同时该整定方法不仅适用于单线单变也可推广到其他更加复杂的接线方式如：单线双变、双线三变以及链型接线和 T 型接线等等，具有较强的工程应用价值。 0078 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质和原理下所作的修改、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都应包含在本发明的保护范围之内。说明书 CN 104009482 A 8 1/2 页 9 图 1 说明书附图 CN 104009482 A 9 2/2 页 10 图 2 图 3 说明书附图 CN 104009482 A 10 。

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