基于電壓暫降評估指標的電網并聯電容器配置方法與流程
本發明屬于電網優化運行技術領域，尤其是涉及一種基于電壓暫降評估指標的電網并聯電容器配置方法。
背景技術：
隨著科學技術的進步，國民經濟的快速發展及人民生活水平的不斷提高，人們對電力的需求和依賴性越來越強，由于工業生產的自動化水平不斷提高，復雜電子設備在各用電部門中得到了廣泛應用，各種敏感負荷在工業負荷中所占比重日益增多，敏感負荷對電壓暫降、電壓驟升和短時中斷等電網擾動非常敏感，敏感用戶對電網的可靠安全運行要求越來越高。因此對電壓暫降的分析評估與治理具有重大的現實意義。
目前，國內外學者對電壓暫降的評估有李妍，段余平等在2006年發表在第32期第7卷的《高電壓技術》第113-124頁上的文章《電壓暫降的計算及故障點電壓暫降系數確定》，提出的故障點電壓暫降系數量化指標，衡量不同故障點對電網電壓暫降的影響程度，但確定電壓暫降系數中的負荷敏感因子難以確定；李妍，段余平等在2006年發表在第30期第11卷的《電網技術》第51-55頁上的文章《環網配電網絡電壓暫降分析的臨界比距法》，提出饋線臨界比距法，避免了臨界距離超出線路長度的情況，通過饋線的臨界比距可確定引起嚴重電壓暫降的輸電饋線；馬莉、劉健等在2015年發表在第31期第8卷的《電網與清潔能源》第21-25頁上的文章《面向電壓暫降的電網結構評估》，提出了面向電壓暫降的電網結構評估指標，但文中只考慮了母線故障的情況，而沒有考慮線路上的故障；C.-H.Park、J.-H.Hong等在2010年發表在第4期第6卷的《工程技術學報發電，輸電和配電》(IET Generation,Transmission&Distribution)第683–693頁上的文章《基于嚴重區域的電網電壓暫降特性評估》(Assessment of system voltage sag performance based on the concept of area of severity)，提出了基于嚴重區域的電壓暫降評估方法，利用暫降域內的線路和母線的故障率預測敏感負荷的暫降頻次，對線路和母線進行排序；雖然該類指標可以分析線路和母線故障引起的電壓暫降嚴重程度，但不能反映母線受電壓暫降的影響程度，尤其是敏感負荷的PCC點和將要接入的母線更需要分析受電壓暫降的影響程度。多數指標研究了電網節點故障引起電壓暫降的嚴重程度，而反映節點受其他節點故障引起的電壓暫降的影響程度還需有待提出。從電壓暫降角度對電網網絡規劃進行評估的指標有待提出。
通常并聯電容器配置以降低網損和無功優化為目標，張秋雁在2012年發表在第31期第17卷的《電氣應用》第18-20頁上的文章《配電網并聯電容器無功補償優化研究》，采用浮點數遺傳算法，提出一種以網損最小為目標的電容器無功補償優化算法，用來確定補償電容器的最佳補償點和最佳補償容量，尋求最優的無功補償方案，以達到降低配電網損耗的目的；文明、何禹清等在2011年發表在第39期第9卷的《電力系統保護與控制》第59-64頁上的文章《計及無功經濟價值的配電網電容器優化配置》，綜合考慮了電容器組的投資成本和它對系統網損、容量釋放和其本身能量價值的經濟效益，提出了一種配電網電容器優化配置方法。
傳統的并聯電容器配置時，沒有考慮電網電壓暫降的情況，由于現代化生產中敏感負荷在工業負荷中所占比重日益增多，電壓暫降問題越來越嚴重，進行并聯電容器配置時有必要考慮如何緩解電網的電壓暫降，如何減少電壓暫降對敏感負荷產生的危害，如何在電網規劃中選擇合適的并聯電容器安裝地點和安裝容量，實現電容器的經濟優化配置是實現電網安全運行和經濟運行的重要前提。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種基于電壓暫降評估指標的電網并聯電容器配置方法，其方法步驟簡單、設計合理且實現方便、使用效果好，既降低了網損，又能有效緩解電壓暫降，并兼顧了電網并聯電容器配置經濟性，能夠實現電網的安全運行和經濟運行，推廣應用價值高。
為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種基于電壓暫降評估指標的電網并聯電容器配置方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
基于電壓暫降評估指標的電網并聯電容器配置方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
步驟一、電網可選并聯電容器配置方案獲取：根據待配置電網中各條母線上是否安裝并聯電容器與所安裝并聯電容器的容量，獲取所述待配置電網的多種不同可選并聯電容器配置方案；
每種所述可選并聯電容器配置方案中均包括所述待配置電網中各條母線的并聯電容器配置信息，每條母線的并聯電容器配置信息均包括該母線上是否安裝并聯電容器與所安裝并聯電容器的容量；
步驟二、可行性判斷：對步驟一中各可選并聯電容器配置方案下所述待配置電網分別進行潮流計算，并根據潮流計算結果對各可選并聯電容器配置方案分別進行可行性判斷，從所有可選并聯電容器配置方案中篩選出可行并聯電容器配置方案；
對任一種所述可選并聯電容器配置方案進行可行性判斷時，根據潮流計算得出的該可選并聯電容器配置方案下所述待配置電網中各條母線的電壓進行判斷：當該可選并聯電容器配置方案下所述待配置電網中所有母線的電壓均在[Umin,Umax]內時，判斷為該可選并聯電容器配置方案為可行并聯電容器配置方案，否則判斷為該可選并聯電容器配置方案為不可行并聯電容器配置方案；其中，Umin為所述待配置電網中母線的最小允許電壓，Umax為所述待配置電網中母線的最大允許電壓；
步驟三、電網網損判斷：對步驟二中篩選出所有可行并聯電容器配置方案分別進行電網網損判斷，并根據電網網損判斷結果，從所有可行并聯電容器配置方案中篩選出低網損并聯電容器配置方案；本步驟中，所篩選出低網損并聯電容器配置方案的數量為H，其中H為正整數；
對任一種所述可行并聯電容器配置方案進行經濟性判斷時，根據該可行并聯電容器配置方案下所述待配置電網的網損率進行判斷：當該可行并聯電容器配置方案下所述待配置電網的網損率不大于γset時，判斷為該可行并聯電容器配置方案為低網損并聯電容器配置方案；否則，判斷為該可行并聯電容器配置方案為高網損并聯電容器配置方案；其中，γset為預先設定的網損率判斷閾值；
步驟四、電壓暫降影響判斷，過程如下：
步驟401、電網電壓暫降評估指標計算：對步驟三中篩選出的H種所述低網損并聯電容器配置方案下所述待配置電網的電網電壓暫降評估指標分別進行計算；
其中，對第h種所述低網損并聯電容器配置方案下所述待配置電網的電網電壓暫降評估指標進行計算時，包括以下步驟：
步驟4011、母線電壓暫降矩陣獲取：獲取第h種所述低網損并聯電容器配置方案下所述待配置電網的母線電壓暫降矩陣，該母線電壓暫降矩陣記作其中，m為故障類型編號且m＝1、2、3或4，m＝1表示單相接地短路故障，m＝2表示兩相相間短路故障，m＝3表示三相相間短路故障，m＝4表示兩相接地短路故障；
其中，i為正整數且i＝1、2、…、T，j為正整數且j＝1、2、…、T，T為所述待配置電網中母線的總數量；表示第h種低網損并聯電容器配置方案下編號為i的母線發生編號為m的故障時，編號為j的母線的三相電壓暫降值；h為所述低網損并聯電容器配置方案的編號，h為正整數且h＝1、2、…、H；中第i行元素表示第h種低網損并聯電容器配置方案下編號為i的母線發生編號為m的故障時，所述待配置電網中各母線的電壓暫降值；中第j列元素表示第h種低網損并聯電容器配置方案下電網中各條母線分別發生編號為m的故障時，編號為j的母線的電壓暫降值；
步驟4012、母線電壓暫降凹陷域矩陣獲取：根據步驟4011中所述的并結合預先設定的電網電壓暫降閾值uthre，獲取第h種所述低網損并聯電容器配置方案下所述待配置電網的母線電壓暫降凹陷域矩陣，該母線電壓暫降凹陷域矩陣記作
其中，或1；對的取值進行確定時，當中至少一相電壓暫降值低于電網電壓暫降閾值uthre時，否則，表示第h種低網損并聯電容器配置方案下編號為i的母線發生編號為m的故障時，編號為j的母線發生電壓暫降；
中的第i行元素表示第h種低網損并聯電容器配置方案下編號為i的母線發生編號為m的故障時的電壓暫降情況，中的第j列元素表示第h種低網損并聯電容器配置方案下編號為j的母線受所述待配置電網中各條母線發生編號為m的故障影響并發生電壓暫降的頻次；
步驟4013、支路電壓暫降凹陷域矩陣獲取：獲取第h種所述低網損并聯電容器配置方案下所述待配置電網的支路電壓暫降凹陷域矩陣，該支路電壓暫降凹陷域矩陣記作
其中，為編號為j的母線受第r條支路發生編號為m的故障影響并發生電壓暫降的頻次，r為所述待配置電網中支路的編號，r為正整數且r＝1、2、…、W，其中W為所述待配置電網中支路的數量；根據進行確定；所述的為第h種所述低網損并聯電容器配置方案下所述待配置電網中第r條支路的電壓暫降凹陷域矩陣，且
所述的根據第h種所述低網損并聯電容器配置方案下所述待配置電網中第r條支路的電壓暫降矩陣并結合步驟4012中所述的uthre進行確定；所述的其中表示第h種低網損并聯電容器配置方案下所述待配置電網中第r條支路上的第n'個節點發生編號為m的故障時編號為j的母線的三相電壓暫降值；n'為正整數且n'＝1、2、…、n，n為第r條支路上預先選取的節點數量且n為正整數，n'為第r條支路上節點的編號；lr表示第r條支路；
所述的中，或1；對的取值進行確定時，當中至少一相電壓暫降值低于電網電壓暫降閾值uthre時，否則，表示第h種低網損并聯電容器配置方案下第r條支路上第n'個節點發生編號為m的故障時，編號為j的母線發生電壓暫降；
步驟4014、電網電壓暫降評估指標計算：根據公式計算第h種低網損并聯電容器配置方案下所述待配置電網的電網電壓暫降評估指標，該指標記作Dh；所述的Dh為用于評價緩解電壓暫降的評估指標；
其中，λm為預先設定的所述待配置電網發生編號m的故障的發生概率，為編號為j的母線受所述待配置電網中各母線和各支路發生編號m的故障影響并產生電壓暫降的頻次總和，
步驟4015、多次重復步驟4011至步驟4014，直至獲得H種所述低網損并聯電容器配置方案下所述待配置電網的電網電壓暫降評估指標；
步驟402、低電壓暫降影響配置方案確定：對步驟4015中獲得的H種所述低網損并聯電容器配置方案下所述待配置電網的電網電壓暫降評估指標進行比較，并根據所述電網電壓暫降評估指標數值由小到大的順序，由前至后對H種所述低網損并聯電容器配置方案進行排序，再從排序后的H種所述低網損并聯電容器配置方案中選取前H'種所述低網損并聯電容器配置方案作為低電壓暫降影響并聯電容器配置方案；
其中，H'為正整數且
步驟五、投入成本判斷，過程如下：
步驟501、投入成本計算：對步驟402中獲得的所有低電壓暫降影響并聯電容器配置方案的投入成本分別進行計算；
對任一種所述低電壓暫降影響并聯電容器配置方案的投入成本進行計算時，根據該低電壓暫降影響并聯電容器配置方案中每條母線的并聯電容器配置信息，對該低電壓暫降影響并聯電容器配置方案中需安裝的所有并聯電容器的總成本進行計算，并將所確定的所有并聯電容器的總成本作為該低電壓暫降影響并聯電容器配置方案的投入成本；
步驟502、優化并聯電容器配置方案確定：對步驟501中計算得出的所有低電壓暫降影響并聯電容器配置方案的投入成本進行比較，選取投入成本最低的所述低電壓暫降影響并聯電容器配置方案作為所述待配置電網的優化并聯電容器配置方案。
上述基于電壓暫降評估指標的電網并聯電容器配置方法，其特征是：步驟4013中對進行確定前，先沿第h種所述低網損并聯電容器配置方案下所述待配置電網中第r條支路的電流流向在第r條支路上選取n個節點，所選取的節點中包括第r條支路的末端點；n個所述節點呈均勻分布。
上述基于電壓暫降評估指標的電網并聯電容器配置方法，其特征是：步驟一中所述待配置電網中母線的電壓等級包括4種電壓等級，4種電壓等級分別為110kV、35kV、10kV和6kV；
步驟一中進行電網可選并聯電容器配置方案獲取之前，先對所述待配置電網中各條母線的電壓等級分別進行確定，并對所述待配置電網中4種電壓等級下母線的數量分別進行確定；
步驟一中所述可選并聯電容器配置方案的數量為Q種，其中Q為正整數且e為電壓等級編號且e＝1、2、3或4，e＝1表示電壓等級為110kV，e＝2表示電壓等級為35kV,e＝3表示電壓等級為10kV,e＝4表示電壓等級為6kV；Fe表示所述待配置電網中編號為e的電壓等級下母線的數量，Fe為整數且qe表示編號為e的電壓等級下母線上所安裝單臺并聯電容器的容量最小值，QCe表示編號為e的電壓等級下母線上所安裝單臺并聯電容器的容量最大值。
上述基于電壓暫降評估指標的電網并聯電容器配置方法，其特征是：Q種所述可選并聯電容器配置方案中第p種所述可選并聯電容器配置方案記作Qp＝[Q1,p,Q2,p,…,Qi,p,…,QT,p]，Qi,p表示第p種可選并聯電容器配置方案下所述待配置電網中編號為i的母線上所安裝并聯電容器的容量，Qi,p≥0，Qi,p＝0表示第p種可選并聯電容器配置方案下所述待配置電網中編號為i的母線上不安裝并聯電容器，Qi,p＞0表示第p種可選并聯電容器配置方案下所述待配置電網中編號為i的母線上安裝并聯電容器且所安裝并聯電容器的容量為Qi,p；i為所述待配置電網中母線的編號，i為正整數且i＝1、2、…、T。
上述基于電壓暫降評估指標的電網并聯電容器配置方法，其特征是：步驟一中進行電網可選并聯電容器配置方案獲取之前，對所述待配置電網中各條母線上所安裝并聯電容器的可選容量分別進行確定；
其中，所述待配置電網中編號為e的電壓等級下各條母線上所安裝并聯電容器的可選容量有Qe種，Qe為正整數且Qe種所述可選容量記作Qe'＝[0,Q1,e,Q2,e,…,Qi',e,…,QN',e]，i'為整數且i＝0、1、2、…、N'，N'為正整數且N'＝Qe-1；Qe'中Qe種所述可選容量由小到大進行排列且相鄰兩個所述可選容量之間的差值為qe。
上述基于電壓暫降評估指標的電網并聯電容器配置方法，其特征是：步驟501中對任一種所述低電壓暫降影響并聯電容器配置方案的投入成本進行計算時，先根據該低電壓暫降影響并聯電容器配置方案中每條母線的并聯電容器配置信息，對該條母線上需安裝的所有并聯電容器的數量分別進行確定，并結合該母線的電壓等級，對該條母線上需安裝的單臺并聯電容器的成本進行確定，進而確定出該母線需安裝并聯電容器的投入成本，最終確定該配置方案的投入成本。
上述基于電壓暫降評估指標的電網并聯電容器配置方法，其特征是：步驟4014中所述的λm為所述待配置電網中所有故障點發生編號m的故障的發生概率平均值，所述故障點為步驟4013中所述支路上選取的節點或所述待配置電網中的母線。
上述基于電壓暫降評估指標的電網并聯電容器配置方法，其特征是：步驟二中所述的Umin＝0.95，所述的Umax＝1.05，Umin和Umax均為標么值；步驟4012中所述的uthre＝0.7～0.9，uthre為標么值。
上述基于電壓暫降評估指標的電網并聯電容器配置方法，其特征是：步驟三中所述的γset＝4％～6％。
上述基于電壓暫降評估指標的電網并聯電容器配置方法，其特征是：步驟4013中所述的n＝10～200；
步驟4014中所述的λm通過概率統計的方法獲得，根據預先統計的與所述待配置電網相同的已運行電網中各條母線和各支路發生故障的故障信息進行確定。
本發明與現有技術相比具有以下優點：
1、方法步驟簡單、設計合理且實現方便，提出一種既考慮網損又能緩解電壓暫降的電網并聯電容器優化配置方法。
2、采用故障點法針對母線故障和支路上各節點故障引起的電壓暫降進行分析，簡單易行且使用效果好。
3、設計合理，以所安裝并聯電容器的總投入成本最小為目標函數，以母線上是否安裝并聯電容器和并聯電容器容量為變量，以電網運行經濟性和電壓偏差以及緩解電壓暫降的電壓暫降評估指標為約束條件，得出了能有效緩解電壓暫降影響的最優的電網并聯電容器配置方法，能夠更好地通過電網并聯電容器配置方案調整達到減少電壓暫降影響的目的，能夠有效地減少電壓暫降給用電企業造成的經濟損失，能夠很好地滿足現代化生產對電能供應的要求。
4、所采用的電壓暫降評估指標設計合理，不僅考慮了母線故障造成的電壓暫降，還考慮了支路故障造成的電壓暫降，能夠得到更為全面、精確的評估指標。
5、所采用的電網可選并聯電容器配置方案獲取方法簡單、設計合理且能獲取所有的可選并聯電容器配置方案，確保不會遺漏可能存在的可選并聯電容器配置方案。
6、方法步驟設計合理，先獲取待配置電網的所有可選并聯電容器配置方案，再通過可行性判斷篩選出可行并聯電容器配置方案，再通過電網網損判斷從可行并聯電容器配置方案中進一步篩選出低網損并聯電容器配置方案，隨后從低網損并聯電容器配置方案中選出低電壓暫降影響并聯電容器配置方案，最后從低電壓暫降影響并聯電容器配置方案中篩選出優化低電壓暫降影響并聯電容器配置方案，并聯電容器配置方案優化選擇的效率高，并且逐層遞進進行選取，確保能簡便、快速且準確選出能有效緩解電壓暫降的優化并聯電容器配置方案。因而，本發明通過對可選低電壓暫降影響并聯電容器配置方案依次進行可行性判斷、電網網損判斷、電壓暫降影響判斷和投入成本判斷，最終確定優化的并聯電容器配置方案。
7、使用效果好且實用價值高，從優化并聯電容器配置方案的角度為電壓暫降的治理提供參考依據，能夠增強網架結構，降低網絡損耗，提高用戶的滿意度，有效地指導電網的安全運行、規劃和改造，實現電網的安全運行和經濟運行，推廣應用價值高。
綜上所述，本發明方法步驟簡單、設計合理且實現方便、使用效果好，既降低了網損，又能有效緩解電壓暫降，并兼顧了電網并聯電容器配置經濟性，能夠實現電網的安全運行和經濟運行，推廣應用價值高。
下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
附圖說明
圖1為本發明的方法流程框圖。
圖2為本發明步驟4013中對待配置電網中各支路進行n等分劃分的節點分布示意圖。
具體實施方式
如圖1所示的一種基于電壓暫降評估指標的電網并聯電容器配置方法，包括以下步驟：
步驟一、電網可選并聯電容器配置方案獲取：根據待配置電網中各條母線上是否安裝并聯電容器與所安裝并聯電容器的容量，獲取所述待配置電網的多種不同可選并聯電容器配置方案；
每種所述可選并聯電容器配置方案中均包括所述待配置電網中各條母線的并聯電容器配置信息，每條母線的并聯電容器配置信息均包括該母線上是否安裝并聯電容器與所安裝并聯電容器的容量；
步驟二、可行性判斷：對步驟一中各可選并聯電容器配置方案下所述待配置電網分別進行潮流計算，并根據潮流計算結果對各可選并聯電容器配置方案分別進行可行性判斷，從所有可選并聯電容器配置方案中篩選出可行并聯電容器配置方案；
對任一種所述可選并聯電容器配置方案進行可行性判斷時，根據潮流計算得出的該可選并聯電容器配置方案下所述待配置電網中各條母線的電壓進行判斷：當該可選并聯電容器配置方案下所述待配置電網中所有母線的電壓均在[Umin,Umax]內時，判斷為該可選并聯電容器配置方案為可行并聯電容器配置方案，否則判斷為該可選并聯電容器配置方案為不可行并聯電容器配置方案；其中，Umin為所述待配置電網中母線的最小允許電壓，Umax為所述待配置電網中母線的最大允許電壓；
步驟三、電網網損判斷：對步驟二中篩選出所有可行并聯電容器配置方案分別進行電網網損判斷，并根據電網網損判斷結果，從所有可行并聯電容器配置方案中篩選出低網損并聯電容器配置方案；本步驟中，所篩選出低網損并聯電容器配置方案的數量為H，其中H為正整數；
對任一種所述可行并聯電容器配置方案進行經濟性判斷時，根據該可行并聯電容器配置方案下所述待配置電網的網損率進行判斷：當該可行并聯電容器配置方案下所述待配置電網的網損率不大于γset時，判斷為該可行并聯電容器配置方案為低網損并聯電容器配置方案；否則，判斷為該可行并聯電容器配置方案為高網損并聯電容器配置方案；其中，γset為預先設定的網損率判斷閾值；
步驟四、電壓暫降影響判斷，過程如下：
步驟401、電網電壓暫降評估指標計算：對步驟三中篩選出的H種所述低網損并聯電容器配置方案下所述待配置電網的電網電壓暫降評估指標分別進行計算；
其中，對第h種所述低網損并聯電容器配置方案下所述待配置電網的電網電壓暫降評估指標進行計算時，包括以下步驟：
步驟4011、母線電壓暫降矩陣獲取：獲取第h種所述低網損并聯電容器配置方案下所述待配置電網的母線電壓暫降矩陣，該母線電壓暫降矩陣記作其中，m為故障類型編號且m＝1、2、3或4，m＝1表示單相接地短路故障，m＝2表示兩相相間短路故障，m＝3表示三相相間短路故障，m＝4表示兩相接地短路故障；
其中，i為正整數且i＝1、2、…、T，j為正整數且j＝1、2、…、T，T為所述待配置電網中母線的總數量；表示第h種低網損并聯電容器配置方案下編號為i的母線發生編號為m的故障時，編號為j的母線的三相電壓暫降值；h為所述低網損并聯電容器配置方案的編號，h為正整數且h＝1、2、…、H；中第i行元素表示第h種低網損并聯電容器配置方案下編號為i的母線發生編號為m的故障時，所述待配置電網中各母線的電壓暫降值；中第j列元素表示第h種低網損并聯電容器配置方案下電網中各條母線分別發生編號為m的故障時，編號為j的母線的電壓暫降值；
步驟4012、母線電壓暫降凹陷域矩陣獲取：根據步驟4011中所述的并結合預先設定的電網電壓暫降閾值uthre，獲取第h種所述低網損并聯電容器配置方案下所述待配置電網的母線電壓暫降凹陷域矩陣，該母線電壓暫降凹陷域矩陣記作
其中，或1；對的取值進行確定時，當中至少一相電壓暫降值低于電網電壓暫降閾值uthre時，否則，表示第h種低網損并聯電容器配置方案下編號為i的母線發生編號為m的故障時，編號為j的母線發生電壓暫降；
中的第i行元素表示第h種低網損并聯電容器配置方案下編號為i的母線發生編號為m的故障時的電壓暫降情況，中的第j列元素表示第h種低網損并聯電容器配置方案下編號為j的母線受所述待配置電網中各條母線發生編號為m的故障影響并發生電壓暫降的頻次；
步驟4013、支路電壓暫降凹陷域矩陣獲取：獲取第h種所述低網損并聯電容器配置方案下所述待配置電網的支路電壓暫降凹陷域矩陣，該支路電壓暫降凹陷域矩陣記作
其中，為編號為j的母線受第r條支路發生編號為m的故障影響并發生電壓暫降的頻次，r為所述待配置電網中支路的編號，r為正整數且r＝1、2、…、W，其中W為所述待配置電網中支路的數量；根據進行確定；所述的為第h種所述低網損并聯電容器配置方案下所述待配置電網中第r條支路的電壓暫降凹陷域矩陣，且
所述的根據第h種所述低網損并聯電容器配置方案下所述待配置電網中第r條支路的電壓暫降矩陣并結合步驟4012中所述的uthre進行確定；所述的其中表示第h種低網損并聯電容器配置方案下所述待配置電網中第r條支路上的第n'個節點發生編號為m的故障時編號為j的母線的三相電壓暫降值；n'為正整數且n'＝1、2、…、n，n為第r條支路上預先選取的節點數量且n為正整數，n'為第r條支路上節點的編號；lr表示第r條支路；
所述的中，或1；對的取值進行確定時，當中至少一相電壓暫降值低于電網電壓暫降閾值uthre時，否則表示第h種低網損并聯電容器配置方案下第r條支路上第n'個節點發生編號為m的故障時，編號為j的母線發生電壓暫降；
步驟4014、電網電壓暫降評估指標計算：根據公式計算第h種低網損并聯電容器配置方案下所述待配置電網的電網電壓暫降評估指標，該指標記作Dh；所述的Dh為用于評價緩解電壓暫降的評估指標；
其中，λm為預先設定的所述待配置電網發生編號m的故障的發生概率，為編號為j的母線受所述待配置電網中各母線和各支路發生編號m的故障影響并產生電壓暫降的頻次總和，
步驟4015、多次重復步驟4011至步驟4014，直至獲得H種所述低網損并聯電容器配置方案下所述待配置電網的電網電壓暫降評估指標；
步驟402、低電壓暫降影響配置方案確定：對步驟4015中獲得的H種所述低網損并聯電容器配置方案下所述待配置電網的電網電壓暫降評估指標進行比較，并根據所述電網電壓暫降評估指標數值由小到大的順序，由前至后對H種所述低網損并聯電容器配置方案進行排序，再從排序后的H種所述低網損并聯電容器配置方案中選取前H'種所述低網損并聯電容器配置方案作為低電壓暫降影響并聯電容器配置方案；
其中，H'為正整數且
步驟五、投入成本判斷，過程如下：
步驟501、投入成本計算：對步驟402中獲得的所有低電壓暫降影響并聯電容器配置方案的投入成本分別進行計算；
對任一種所述低電壓暫降影響并聯電容器配置方案的投入成本進行計算時，根據該低電壓暫降影響并聯電容器配置方案中每條母線的并聯電容器配置信息，對該低電壓暫降影響并聯電容器配置方案中需安裝的所有并聯電容器的總成本進行計算，并將所確定的所有并聯電容器的總成本作為該低電壓暫降影響并聯電容器配置方案的投入成本；
步驟502、優化并聯電容器配置方案確定：對步驟501中計算得出的所有低電壓暫降影響并聯電容器配置方案的投入成本進行比較，選取投入成本最低的所述低電壓暫降影響并聯電容器配置方案作為所述待配置電網的優化并聯電容器配置方案。
本實施例中，步驟一中所述的W≥10，步驟4011中所述的T≥5。
步驟一中進行并聯電容器配置方案獲取時，先確定各母線上所安裝并聯電容器可能存在的所有容量(即可選容量)，再采用統計學方法獲取待配置電網的所有可選并聯電容器配置方案，能確保對所有可選并聯電容器配置方案進行判斷，并將所找出的所有可選并聯電容器配置方案作為后續進行可行性判斷、電網網損判斷、電壓暫降影響判斷和投入成本判斷的基礎，確保分析判斷的全面性。
步驟一中獲取可選并聯電容器配置方案后，由于可選并聯電容器配置方案僅僅是通過各條母線上是否安裝并聯電容器和安裝并聯電容器容量大小的可能性，用排列組合的方式得到的，而沒有考慮電網運行的可行性和電網的經濟運行和安全運行，因此通過步驟二中對各母線的電壓進行判斷，能篩除掉由于并聯電容器造成的負荷電壓不合格的情況，從可選并聯電容器配置方案獲得可行并聯電容器配置方案。這樣，后續無需對各可選并聯電容器配置方案分別進行判斷，只需對可行并聯電容器配置方案進行判斷即可，大大縮小了所述待配置電網并聯電容器配置方案的判斷計算量。
由于降低網損率是電力公司考核電網經濟運行的主要指標，利用步驟三中的網損率對所述待配置電網進行經濟性判斷，從可行并聯電容器配置中篩選出低網損并聯電容器配置方案，可使并聯電容器的配置考慮到電網的經濟運行，并從進一步考慮緩解電壓暫降的角度進行進一步篩選，大大減少了計算量。
步驟四中母線電壓暫降凹陷域矩陣和支路電壓暫降凹陷域矩陣中的行向量清晰地反映了母線和支路故障引起母線的電壓暫降情況，列向量清晰地反映了母線受母線和支路故障影響發生電壓暫降的頻次，電壓暫降評估評估指標反映了母線和支路故障引起的電壓暫降頻次，可用該指標評判該低網損并聯電容器配置方案下電網敏感負荷受電壓暫降影響的情況，獲得低電壓暫降影響并聯電容器配置方案；再對各并聯電容器配置方案的投入成本進行計算，選出投入成本最低的并聯電容器配置方案作為并聯電容器的優化配置方案，因而最后獲得的優化配置方案既經濟又可以緩解電壓暫降。
母線故障類型和支路故障類型均有以下四種：單相接地故障、兩相相間短路、兩相接地短路和三相相間短路。其中，三相相間短路故障產生的危害和影響最嚴重，而單相接地故障的發生概率最大，因而應針對不同故障類型分別分析所引起的電壓暫降。
本實施例中，步驟一中獲取母線電壓暫降矩陣時，采用故障點法對進行確定。
實際對母線電壓暫降矩陣中的第i行元素進行確定時，采用故障點法，對第h種所述低網損并聯電容器配置方案下待配置電網中編號為i的母線分別發生上述四種故障時待配置電網中各條母線的電壓暫降值進行計算。其中，故障點法為一種仿真方法，詳見肖先勇、馬超、李勇發表的《線路故障引起電壓凹陷的頻次最大熵評估》[J]一文(《中國電機工程學報》，2009，VOL.29，(1):第87-93頁)中公開的內容。另外，《電源技術》2012年12期中湯海燕、王崇林、邵國慶、黃倩、湯巧云發表的《一種電壓暫降及電壓凹陷域的計算方法》一文中，對故障點法進行了介紹。
本實施例中，m＝1表示故障類型為單相接地故障，m＝2表示故障類型為兩相相間短路，m＝3表示故障類型為三相相間短路，m＝4表示故障類型為兩相接地短路。實際使用時，可以根據具體需要，對四種故障類型的編號進行相應調整。
需說明的是：母線電壓暫降矩陣中的表示編號為i的母線發生編號為m的故障時編號為j的母線的三相電壓暫降值，該三相電壓暫降值為編號為j的母線當前狀態下的三相電壓值，而不是編號為j的母線的三相電壓暫降的深度。
實際使用時，待配置電網中的各條母線所供電為單相電、兩相電或三相電。其中，當編號為j的母線所供電為單相電時，該條母線中包括一根相線和一根零線，中的一相電壓暫降值為該條母線所供單相電的電壓暫降值，其余兩相電壓暫降值均設定為空(用PULL表示)或均設定為無窮大；當編號為j的母線所供電為兩相電時，該條母線中包括兩根相線和一根零線，中的兩相電壓暫降值分別為該條母線所供兩相電的電壓暫降值，另外一相電壓暫降值設定為空(用PULL表示)或設定為無窮大；當編號為j的母線所供電為三相電時，該條母線中包括三根相線和一根零線，中的三相電壓暫降值分別為該條母線所供三相電的電壓暫降值；
步驟4013中對第h種所述低網損并聯電容器配置方案下所述待配置電網中第r條支路的電壓暫降矩陣進行確定時，所采用的方法與母線電壓暫降矩陣中第i行元素的確定方法相同。
實際使用時，步驟4012中所述的uthre＝0.7～0.9，uthre為標么值。
本實施例中，Uthre＝0.7。具體應用時，可以根據實際需要，對Uthre的取值大小進行相應調整。
本實施例中，步驟二中所述的Umin＝0.95，所述的Umax＝1.05，Umin和Umax均為標么值。
實際使用時，本領域技術人員根據《電力工程電氣設計手冊》或《工業與民用配電設計手冊》，能簡便確定uthre、Umin和Umax的有名值。
需說明的是：本發明申請文件中，所有的參數均為標么值。
本實施例中，步驟二中當判斷得出該可選并聯電容器配置方案下所述待配置電網中所有母線的電壓均在[Umin,Umax]內時，判斷為該可選并聯電容器配置方案為可行并聯電容器配置方案，說明該可選并聯電容器配置方案下所述待配置電網的電壓偏差校驗符合要求。
步驟4013中對進行確定前，先沿第h種所述低網損并聯電容器配置方案下所述待配置電網中第r條支路的電流流向在第r條支路上選取n個節點，所選取的節點中包括第r條支路的末端點。
本實施例中，n個所述節點呈均勻分布。
如圖2所示，步驟4013中進行支路電壓暫降凹陷域矩陣獲取時，定義支路首端節點為0節點，定義支路末端節點的編號為n，中間各節點的編號依次為1、2、…、n-1，并對第h種所述低網損并聯電容器配置方案下待配置電網設置在各支路上編號為1、2、…、n的節點上分別設置單相接地短路、兩相相間短路、三相相間短路和兩相接地短路四種類型的故障。
本實施例中，步驟二中篩選出可行并聯電容器配置方案的數量為K。
步驟三中對第k種所述可行并聯電容器配置方案下待配置電網的網損率γk進行計算時，根據公式進行計算，其中，Ir,k為第k種所述可行并聯電容器配置方案下待配置電網中第r條支路的電流，Rr為待配置電網中第r條支路的電阻，Pi為編號為i的母線上負荷的有功功率。
為第k種可行并聯電容器配置方案下電網的網絡損耗，為第k種可行并聯電容器配置方案下電網的總的有功功率。k為所述可行并聯電容器配置方案的編號，k為正整數且k＝1、2、…、K。
本實施例中，步驟一至步驟四中均采用數據處理器進行處理，實現簡便且處理速度非常快。
本實施例中，步驟4014中所述的λm為所述待配置電網中所有故障點發生編號m的故障的發生概率平均值，所述故障點為步驟4013中所述支路上選取的節點或所述待配置電網中的母線。
并且，步驟4014中所述的λm通過概率統計的方法獲得，根據預先統計的與所述待配置電網相同的已運行電網中各條母線和各支路發生故障的故障信息進行確定。
此處：與待配置電網相同的已運行電網指的是線路參數、負荷情況等與待配置電網基本相同的電網，該電網發生故障的情況與待配置電網類似，具有借鑒價值。準確地說，與待配置電網相同的已運行電網為與待配置電網類似的電網，實踐中不存在完全相同的電網。
對待配置電網或與待配置電網相同的已運行電網中各條母線發生故障的故障信息進行統計時，需對統計期內所統計電網中各條母線發生的總故障次數以及各次故障的類型進行統計，統計期不小于1年。
本實施例中，步驟三中所述的γset＝4％～6％。
本實施例中，步驟4013中所述的n＝10～200。
本實施例中，步驟一中所述待配置電網中母線的電壓等級包括4種電壓等級，4種電壓等級分別為110kV、35kV、10kV和6kV；
步驟一中進行電網可選并聯電容器配置方案獲取之前，先對所述待配置電網中各條母線的電壓等級分別進行確定，并對所述待配置電網中4種電壓等級下母線的數量分別進行確定；
步驟一中所述可選并聯電容器配置方案的數量為Q種，其中Q為正整數且e為電壓等級編號且e＝1、2、3或4，e＝1表示電壓等級為110kV，e＝2表示電壓等級為35kV,e＝3表示電壓等級為10kV,e＝4表示電壓等級為6kV；Fe表示所述待配置電網中編號為e的電壓等級下母線的數量，Fe為整數且qe表示編號為e的電壓等級下母線上所安裝單臺并聯電容器的容量最小值，QCe表示編號為e的電壓等級下母線上所安裝單臺并聯電容器的容量最大值。
因而，所述待配置電網中僅包括以上四種電壓等級下的母線。
本實施例中，Q種所述可選并聯電容器配置方案中第p種所述可選并聯電容器配置方案記作Qp＝[Q1,p,Q2,p,…,Qi,p,…,QT,p]，Qi,p表示第p種可選并聯電容器配置方案下所述待配置電網中編號為i的母線上所安裝并聯電容器的容量，Qi,p≥0，Qi,p＝0表示第p種可選并聯電容器配置方案下所述待配置電網中編號為i的母線上不安裝并聯電容器，Qi,p＞0表示第p種可選并聯電容器配置方案下所述待配置電網中編號為i的母線上安裝并聯電容器且所安裝并聯電容器的容量為Qi,p；i為所述待配置電網中母線的編號，i為正整數且i＝1、2、…、T。
本實施例中，步驟一中進行電網可選并聯電容器配置方案獲取之前，對所述待配置電網中各條母線上所安裝并聯電容器的可選容量分別進行確定；
其中，所述待配置電網中編號為e的電壓等級下各條母線上所安裝并聯電容器的可選容量有Qe種，Qe為正整數且Qe種所述可選容量記作Qe'＝[0,Q1,e,Q2,e,…,Qi',e,…,QN',e]，i'為整數且i＝0、1、2、…、N'，N'為正整數且N'＝Qe-1；Qe'中Qe種所述可選容量由小到大進行排列且相鄰兩個所述可選容量之間的差值為qe。
本實施例中，步驟501中對任一種所述低電壓暫降影響并聯電容器配置方案的投入成本進行計算時，先根據該低電壓暫降影響并聯電容器配置方案中每條母線的并聯電容器配置信息，對該條母線上需安裝的所有并聯電容器的數量分別進行確定，并結合該母線的電壓等級，對該條母線上需安裝的單臺并聯電容器的成本進行確定，進而確定出該母線需安裝并聯電容器的投入成本，最終確定該配置方案的投入成本。
綜上所述，本發明先獲取待配置電網的可選并聯電容器配置方案，再從可選并聯電容器配置方案中篩選出可行并聯電容器配置方案，之后從可行并聯電容器配置方案中確定低網損并聯電容器配置方案，再計算每種低網損并聯電容器配置方案下的緩解電壓暫降的電壓暫降評估指標，并根據該指標確定低電壓暫降影響并聯電容器配置方案，最后確定出投入成本最低的優化并聯電容器經濟配置方案，所得出的優化并聯電容器經濟配置方案能有效緩解電壓暫降影響且經濟使用，能夠更好地通過電網并聯電容器配置方案調整達到減少電壓暫降影響的目的，能夠有效地減少電壓暫降給用電企業造成的經濟損失，能夠很好地滿足現代化生產對電能供應的要求。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明作任何限制，凡是根據本發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本發明技術方案的保護范圍內。
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