本技术涉及地铁主变电站，尤其涉及一种地铁主变电站无功补偿方案评估方法。
背景技术：
1、随着城市轨道交通行业的发展，地铁专用主变电所选址、用地需求和城市可以提供的场地之间冲突越来越明显，主变电所出于经济、安全的角度考虑，逐步呈现远离城市中心的趋势。外部电源线路长度逐步增大，有时出现长度达到甚至超过十几千米的情况。外部电源长度增加直接导致电缆线路长度增加，进而引起无功功率增加、对侧功率因数降低、系统的不平衡性加剧等负面影响。除外部电缆所提供的无功功率之外，地铁供电系统的无功功率还包括35kv电缆、整流变压器、各车站的牵引负荷、35kv/0.4kv配电变压器、动力照明负荷的无功。为减少无功对电网的危害，地铁供电系统需设置无功补偿装置。
2、相关技术中的无功补偿方式是在车站和区间的变电所设置低压电容无功补偿，但易出现容性过补偿，且由于设备单一，无法满足供电系统无功功率的动态补偿，导致地铁无功补偿设备配置出现浪费或短缺的问题。
技术实现思路
1、本技术提供一种地铁主变电站无功补偿方案评估方法，以解决地铁无功补偿设备配置出现浪费或短缺的问题。
2、本技术提供一种地铁主变电站无功补偿方案评估方法，所述方法包括：
3、获取地铁牵引供电系统的电气参数；所述电气参数包括电缆参数、主变压器参数、站用变压器参数以及牵引负荷参数；
4、根据所述电气参数，生成性能指标；所述性能指标包括电源特性、牵引负荷以及无功变化情况；
5、根据所述性能指标，确定系统运行特性；
6、根据所述系统运行特性，生成目标参数；
7、根据所述目标参数、评估因素以及改进遗传算法建立评估模型，以生成最佳补偿配置方案；所述评估因素包括总投资费用目标函数、治理设备安装容量约束以及电能质量水平约束。
8、上述方法通过所述目标参数和评估因素建立评估模型，并运用改进遗传算法在保证补偿效果前提下，生成最佳补偿配置方案，以对svg和固定电抗器进行容量分配，解决地铁无功补偿设备配置出现浪费或短缺的问题。
9、可选的，所述电缆系数包括电缆电压、单位长度电纳以及电缆长度；
10、所述主变压器参数包括主变压器空载电流、主变压器短路电压、主变压器额定容量以及主变压器数量；
11、所述站用变压器参数包括站用变压器空载电流、站用变压器短路电压、站用变压器额定容量以及站用变压器数量；
12、所述牵引负荷参数包括列车运行密度。
13、通过上述的所述电气参数可以快速准确地确定系统运行特性，为生成最佳补偿配置方案提供准备。
14、可选的，根据所述电气参数，生成性能指标，包括：
15、根据所述电缆系数，计算出电缆的无功，所述电缆的无功计算公式为：
16、q1＝u2×b×l；
17、其中：u为电缆电压；b为单位长度电纳；l为电缆长度；
18、根据所述主变压器参数，计算出主变压器的无功，所述主变压器的无功计算公式为：
19、
20、其中：i02为主变压器空载电流；uk2为主变压器短路电压；se2为主变压器额定容量；β2为主变压器负载率；
21、根据所述站用变压器参数，计算出站用变压器的无功，所述站用变压器的无功计算公式为：
22、
23、其中：i03为站用变压器空载电流；uk3为站用变压器短路电压；se3为站用变压器额定容量；β3为站用变压器负载率；
24、根据所述牵引负荷参数，计算出牵引负荷，所述牵引负荷计算公式为：
25、
26、其中：n为最大列车运行密度。
27、通过上述计算方法，可计算出所述电缆的无功、所述主变压器的无功、所述站用变压器的无功以及所述牵引负荷，这些性能指标用于确定系统运行特性。
28、可选的，所述总投资费用目标函数计算公式为：
29、min c＝ci+cii；
30、其中：c为总投资费用；ci为治理设备的固定投资成本；cii为运行维护成本。
31、可选的，所述治理设备的固定投资成本计算公式为：
32、
33、
34、其中：sfr和ssvg分别为电抗器接入容量和svg的接入容量；rfr、rsvg、r为治理设备的等年值系数；r和lf分别为治理设备的贴现率和使用寿命；cfr和csvg分别为电抗器和svg的单位容量成本。
35、通过上述方法获得的所述治理设备的固定投资成本，可以在保证地铁配电网电能质量治理水平的前提下，实现所述治理设备的固定投资成本的最小化，从而保障电能质量治理的有效性。
36、可选的，所述运行维护成本计算公式为：
37、
38、其中：γfr和γsvg分别表示电抗器和svg运行维护费用占固定投资费用的比例系数。
39、通过上述方法获得的所述运行维护成本，可以在保证地铁配电网电能质量治理水平的前提下，实现所述运行维护成本的最小化，从而保障电能质量治理的有效性。
40、可选的，所述治理设备安装容量约束计算公式为：
41、
42、
43、
44、其中：ifr、ifrc和ifrq分别表示电抗器的安装容量、总补偿容量和无功补偿容量；isvg和isvgq分别为svg安装容量和无功补偿容量；ufr和usvg分别为治理设备的容量裕度安全系数；和为电抗器和svg最大允许接入容量。
45、通过计算所述治理设备安装容量约束，可以限定治理设备安装容量，进而优化svg和电抗器的容量。
46、可选的，所述电能质量水平约束计算公式为：
47、vimin≤vi≤vimax；
48、
49、其中：vi、vimin和vimax分别为基波电压、基波电压下限值和上限值；dth和分别为谐波电压畸变率及其最大限值。
50、通过计算所述电能质量水平约束，优化svg和电抗器的容量。
51、可选的，根据所述目标参数、评估因素以及改进遗传算法建立评估模型，以生成最佳补偿配置方案，包括：
52、输入所述电气参数和改进遗传算法初始参数；
53、生成初始种群，所述种群包括电抗器和svg的安装容量和经济信息；
54、计算基波和谐波方程，以获得地铁配电网基波电压、电压总谐波畸变率参数；
55、计算所述种群中个体的适应度值；
56、对所述种群中个体进行选择、交叉和变异；
57、判断是否满足约束条件；
58、若不满足约束条件，则重新计算适应度值；
59、若满足约束条件，则输出全局最优解，即最佳补偿配置方案。
60、由以上技术方案可知，本技术提供一种地铁主变电站无功补偿方案评估方法，所述方法包括：获取地铁牵引供电系统的电气参数；所述电气参数包括电缆参数、主变压器参数、站用变压器参数以及牵引负荷参数；根据所述电气参数，生成性能指标；所述性能指标包括电源特性、牵引负荷以及无功变化情况；根据所述性能指标，确定系统运行特性；根据所述系统运行特性，生成目标参数；根据所述目标参数、评估因素以及改进遗传算法建立评估模型，以生成最佳补偿配置方案；所述评估因素包括总投资费用目标函数、治理设备安装容量约束以及电能质量水平约束，以解决地铁无功补偿设备配置出现浪费或短缺的问题。
1.一种地铁主变电站无功补偿方案评估方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的地铁主变电站无功补偿方案评估方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的地铁主变电站无功补偿方案评估方法，其特征在于，根据所述电气参数，生成性能指标，包括：
4.根据权利要求1所述的地铁主变电站无功补偿方案评估方法，其特征在于，所述总投资费用目标函数计算公式为：
5.根据权利要求4所述的地铁主变电站无功补偿方案评估方法，其特征在于，所述治理设备的固定投资成本计算公式为：
6.根据权利要求4所述的地铁主变电站无功补偿方案评估方法，其特征在于，所述运行维护成本计算公式为：
7.根据权利要求1所述的地铁主变电站无功补偿方案评估方法，其特征在于，所述治理设备安装容量约束计算公式为：
8.根据权利要求1所述的地铁主变电站无功补偿方案评估方法，其特征在于，所述电能质量水平约束计算公式为：
9.根据权利要求1所述的地铁主变电站无功补偿方案评估方法，其特征在于，根据所述目标参数、评估因素以及改进遗传算法建立评估模型，以生成最佳补偿配置方案，包括：
