一种采用串补技术的400V台区不对称补偿与调压综合方法与流程

本发明涉及电力系统运行优化，具体为一种采用串补技术的400v台区不对称补偿与调压综合方法。

背景技术：

1、当前电力系统中，采用并联补偿的占比很大，主流采用电容器、静止无功发生器等器件。虽然并联补偿具有相较于串联补偿更低的成本，且安装维护更加简便，但是其受限于容量和响应速度，补偿装置的容量和响应速度对其效果和适用范围具有限制。一些并联补偿装置在操作时可能会引入谐波分量。这些谐波可能会对电力系统中的其他设备和负载造成不良影响，且并联补偿装置处于高电压和高电流环境中，如果不正确地设计、安装或维护，可能存在电气安全隐患。

2、考虑到在400v台区线路上的有功功率、无功功率以及电压的平衡调整，其线路相对较短，同时要求占地面积不宜过大，而并联补偿在远距离输电线上体现更好的效果且占地面积达，因此相较于两种补偿方式，采用串联补偿的方法，其适配性更强。

3、单相ipfc最早于20世纪90年代开始被提出和研究，随着技术的不断进步，单相ipfc在硬件设备、控制算法和通信技术方面取得了一系列重要的突破。这些进步包括高功率半导体器件的发展、智能化控制算法的优化、通信网络的完善等。随着技术的发展，单相ipfc的发展逐渐趋于成熟，可以根据电力系统的实际情况进行精确和快速的调控。它可以适应电力系统的动态变化和调度需求，提供灵活的功率控制和调节。起到了功率流调节、无功功率补偿、电压调节、谐波抑制等重要作用。

技术实现思路

1、鉴于上述存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明解决的技术问题是：当前，电网中并联补偿的占比很大，常常采用并联补偿的方法实现调整电压、平衡功率等效果。尽管并联补偿是一种优良的电压控制方式，但其对整个系统的纵向潮流控制的能力较弱。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种采用串补技术的400v台区不对称补偿与调压综合方法，包括：

4、建立配合变压器分接头调压的单相ipfc综合串补模型；

5、在负荷波动的情况下，减小高负载线路上的不平衡功率，达到有功功率平衡的效果；

6、配合变压器分接头调压，经单相ipfc分配或补偿不对称单相线路上的无功功率，兼顾调压，实现综合无功功率以及电压平衡的目标。

7、作为本发明所述的采用串补技术的400v台区不对称补偿与调压综合方法的一种优选方案，其中：所述单相ipfc综合串补模型包括10kv配电网通过变压器降低电压配送至400v台区，搭建变压器模型，采用三相式交流电，在变压器模型后分别引入a、b、c三相线路，每条线路上对应负荷用户，在各相之间搭建单相ipfc模型，进行分配或者补偿，在现有400v台区模型基础上，融合ipfc模型。

8、作为本发明所述的采用串补技术的400v台区不对称补偿与调压综合方法的一种优选方案，其中：所述减小高负载线路上的不平衡功率包括当用户端检测装置检测出某一相线路负荷波动时导致三相之间的有功功率不平衡，在各相之间串联单相ipfc。

9、作为本发明所述的采用串补技术的400v台区不对称补偿与调压综合方法的一种优选方案，其中：所述单相ipfc是针对多条线路潮流控制功能的综合型装置，各换流器间的有功交换始保持着动态平衡的状态，通过单相ipfc够适应在负荷过载时的突发情况，在突变后进行潮流控制与平衡，通过改变电感或电阻来调节线路阻抗，同时避免其他临近高负载线路的两相线路出现潮流越限的情况；在各相之间串联单相ipfc实现三相之间内部的有功功率功率平衡，避免由相线路发生事故而需于一要全线维修的情况；发生负荷波动后，单相或者多相线路产生不平衡量，经ipfc元件后，监测出三相不平衡，各相ipfc调节线路阻抗，改变故障相上的潮流分布，平衡不对称量的同时，兼顾了调压的效果，调节过载线路上的电压，实现整体台区的平稳运行。

10、作为本发明所述的采用串补技术的400v台区不对称补偿与调压综合方法的一种优选方案，其中：所述综合无功功率以及电压平衡包括单相ipfc由多个有着共同直流母线的背靠背电压源换流器构成，通过换流变压器接入交流系统，各换流器除了控制自身线路有功、无功功率外，还向公共直流母线提供或吸收有功、无功功率，对多个交流输电通道所输送的有功、无功功率进行动态调节；

11、当负荷波动后，单相ipfc首先调节各自线路上的阻抗，线路上过载则分配给其他线路，反之则吸收线路阻抗，调节阻抗即实现线路有功功率及无功功率的平衡，改善三相线路的潮流分布，阻抗的调整兼顾了调压的效果，动态进行ipfc运行调整过程。

12、作为本发明所述的采用串补技术的400v台区不对称补偿与调压综合方法的一种优选方案，其中：所述当负荷波动后包括所述模型在一相或多相扰动后，经过ipfc模型、调压模块、功率调节模块后，在400v侧检测到台区平稳运行，在用户侧进行数据采集。

13、作为本发明所述的采用串补技术的400v台区不对称补偿与调压综合方法的一种优选方案，其中：所述当负荷波动后还包括在负荷扰动发生后，通过调节模块接收不平衡量作为输入，配合变压器模块的调节，自动补偿并分配到各相线路，实时监控和调整电力系统，以维护其稳定运行。所述实现综合无功功率以及电压平衡的目标包括利用变压器调压法和ipfc调节线路潮流措施，快速响应故障并平衡系统。

14、本发明的另外一个目的是提供一种采用串补技术的400v台区不对称补偿与调压综合系统，其能通过高效的单相线间潮流控制和变压器分接头调压相结合的方法，解决了电网中因并联补偿方式导致的纵向潮流控制不足和电压不平衡问题。

15、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案:一种采用串补技术的400v台区不对称补偿与调压综合系统，包括：模型构建模块、功率调节模块以及调压模块；所述模型构建模块用于建立配合变压器分接头调压的单相ipfc综合串补模型；所述功率调节模块用于在负荷波动的情况下，减小高负载线路上的不平衡功率，达到有功功率平衡的效果；所述调压模块用于配合变压器分接头调压，经单相ipfc分配或补偿不对称单相线路上的无功功率，兼顾调压，实现综合无功功率以及电压平衡的目标。

16、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述采用串补技术的400v台区不对称补偿与调压综合方法的步骤。

17、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述采用串补技术的400v台区不对称补偿与调压综合方法的步骤。

18、本发明的有益效果：本发明提供的采用串补技术的400v台区不对称补偿与调压综合方法通过单相线间潮流控制器(单相ipfc)有效地减小高负载单相线路上的不平衡功率，从而在整个电网中实现有功功率的平衡。这不仅提高了电网的运行效率，还减少了能源浪费，对于节能减排具有重要意义。

19、通过在变压器分接头调压的基础上，进一步利用单相ipfc对无功功率进行精确补偿和分配，有效地解决了传统并联补偿方式在电压平衡和潮流控制方面的不足。不仅确保了各线路间的无功功率平衡，而且还兼顾了电压的稳定调节，大幅提升了电网的稳定性和供电可靠性。

20、此外，该系统的应用还有助于减少电网因不平衡负载导致的设备损耗，延长设备使用寿命，降低维护成本。不仅优化了电力系统的性能，也为实现更高效、更可靠的电力供应提供了一种创新解决方案。