方正县配电网无功补偿方案优化的探讨

配电网无功优化的分时段控制策略

配电网无功优化的分时段控制策略 发表时间：2019-03-28T09:08:38.737Z 来源：《电力设备》2018年第29期作者：王龙飞 [导读] 摘要：随着我国用电规模越来越大，对于电网的可靠性和安全性提出了各种的要求。 （国网重庆市电力公司江津供电分公司重庆市 402260） 摘要：随着我国用电规模越来越大，对于电网的可靠性和安全性提出了各种的要求。配电网无功优化的分时段控制策略的提出可以改善电压情况，可以有效降低电力能源消耗和保障电压的安全稳定，是未来发展的重要趋势。本文在此对于无功优化的分时段控制方法做了一定的探索，从而更好促进我国电力行业的发展。 关键词：电力行业；配电网无功优化；分时段控制策略 背景： 电力行业的发展对于企业行业的发展起着积极的促进作用，在近几年我国电力行业取得了很大的发展，各种电力技术被广泛应用于我国电力行业，其中配电网无功优化的分时段控制策略可以有效的降低能源消耗，同时能够保障配电网安全可靠性的运行，符合我国可持续发展的原则，是未来配电网重点发展的技术之一。因此无功功率成为了行业研究的重点领域，本文重要是从负荷曲线，将负荷曲线划分不同的阶段进行研究，从而制定最佳的控制策略，在不同的阶段采取不同的策略，从而更好提高供电网络的安全性和可靠性。 1.配电网无功优化的模型 1.1负荷曲线的分段 大多数配电网模型都是在已知的负荷曲线的条件下进行研究的，因为很容易获得负荷曲线，通过分析负荷曲线模型可以分析出当前网络的负荷水平以及负荷曲线的变化趋势以及对于补偿调压动作的限制次数。对于符合曲线分段模型来说，如何划区间对于研究制定重要，划分不同的区间往往制定的策略是存在着很大的区别。但是在分段时要明确自己的目标，采取分时段模型就是通过调整配电网中无功功率的流动来有效降低电网中的有功功率，因此优化目标是有功功率，而无功功率就是变量。在划分去见识是要以无功功率的变化曲线为变量曲线进行有效划分，同时在划分过程中要兼顾无功曲线的变化情况，尽量保持有功曲线和无功曲线在大体走向上保持一致。在理论上，满足无功设备工作的前提下，往往区间划分越细，目标函数的优化效果越好，从而使得有功功率越小。 图1：典型日负荷曲线 如上图1所示的日负荷曲线的无功功率在1天之内的变化情况不大，因此可以将负荷曲线分成简单的两段即可，比如可以这样分15：30～7：30为第一段，7：30～ 15：30为第二段，为了提高分时控制的精度也可以分为3段、4段或甚至是5段。 分段区间和复合点在确定之后，下一步就需要明确各个分段区间的计算方法了，然后根据每一段的优化方法之后，通过将这些段最优的方法进行累加求和就可以得到我们设计的最佳的损耗形势，从而到了这一天最小的运行方案，然后在进行有针对性的控制，从而获得这一天的最佳控制方案，使得有功功率得到最小值。 对于我们要优化的第s段区间来说，可以先假设这区间一共有个典型负荷点要参与优化计算当中，那么这一段的优化区间的目标函数就可以表示为如下的函数表达式，如公式1所示。其中对于两点之间的有功功率本文使用两点之间的有功功率的平均值来近视代替。公式中表示的是两个负荷点之间的时间间隔，而表示的是区间的划分总数。 2.配电网无功优化控制算法 在获得分段区间和目标优化函数和约束条件之后，就可以选择相应的优化算法进行求解过程。本文主要采用的加强的遗传算法，这种算法是在模拟退火的遗传算法（MAGA）的基础上加以改进，同时把前推回推法计算配电网潮流的方法有机结合在其中，构成了我们最终

配电网无功补偿方式

配电网无功补偿方式 合理的无功补偿点的选择以及补偿容量的确定，能够有效地维持系统的电压水平，提高系统的电压稳定性，避免大量无功的远距离传输，从而降低有功网损。而且由于我国配电网长期以来无功缺乏，造成的网损相当大，因此无功功率补偿是降损措施中投资少回收高的有效方案。配电网无功补偿方式常用的有：变电站集中补偿方式、低压集中补偿方式、杆上无功补偿方式和用户终端分散补偿方式。 配电网无功补偿方案 1 变电站集中补偿方式 针对输电网的无功平衡，在变电站进行集中补偿(如图1的方式1)，补偿装置包括并联电容器、同步调相机、静止补偿器等，主要目的是改善输电网的功率因数、提高终端变电所的电压和补偿主变的无功损耗。这些补偿装置一般连接在变电站的10kV母线上，因此具有管理容易、维护方便等优点。 为了实现变电站的电压控制，通常采用无功补偿装置(一般是并联电容器组)结合变压器有载调压共同调节。通过两者的协调来进行电压/无功控制在国内已经积累了丰富的经验，九区图便是一种变电站电压/无功控制的有效方法。然而操作上还是较为麻烦的，因为由于限值需要随不同运行方式进行相应的调整，甚至在某些区上会产生振荡现象;而且由于实际操作中变压器有载分接头的调节和电容器组的投切次数是有限的，而在九区图没有相应的判断。因此，现行九区图的调节效果还有待进一步改善。 2 低压集中补偿方式 在配电网中，目前国内较普遍采用的无功补偿方式是在配电变压器380V侧进行集中补偿(如图1的方式2)，通常采用微机控制的低压并联电容器柜，容量在几十至几百千乏左右，根据用户负荷水平的波动投入相应数量的电容器进行跟踪补偿。它主要目的是提高专用变用户的功率因数，实现无功补偿的就地平衡，对配电网和配电变的降损有积极作用，同时也有助于保证该用户的电压水平。这种补偿方式的投资及维护均由专用变用户承担。目前国内各厂家生产的自动补偿装置通常是根据功率因数来进行电容器的自动投切。就这种方案而言，虽然有助于保证用户的电能质量，但对电力系统并不可取。虽然线路电压的波动主要由无功量变化引起，但线路的电压水平往往是由系统情况决定的。当线路电压基准值偏高或偏低时，无功的投切量可能与实际需求相去甚远，易出现无功过补偿或欠补偿。 对配电系统来说，除了专用变之外，还有许多公用变。而面向广大家庭用户及其他小型用户的公用变，由于其通常安装在户外的杆架上，实现低压无功集中补偿则是不现实的：难于维护、控制和管理，且容易造成生产安全隐患。这样，配电网的无功补偿受到了很大地限制。 3 杆上补偿方式 由于配电网中大量存在的公用变压器没有进行低压补偿，使得补偿度受到限制。由此造成很大的无功缺口需要由变电站或发电厂来填，大量的无功沿线传输使得配电网网损仍然居高难下。因此可以采用10kV户外并联电容器安装在架空线路的杆塔上(或另行架杆)进行无功补偿(如图1的方式3)，以提高配电网功率因数，达到降损升压的目的。但由于杆上安装的并联电容器远离变电站，容易出现保护不易配置、控制成本高、维护工作量大、受安装环境和空间等客观条件限制等问题。因此，杆上无功优化补偿必须结合以下实际工程要求来进行： (1)补偿点宜少，建议一条配电线路上宜采用单点补偿，不宜采用多点补偿; (2)控制方式从简。建议杆上补偿不设分组投切; (3)建议补偿容量不宜过大。补偿容量太大将会导致配电线路在轻载时出现过电压和过补偿现象;另外杆上空间有限，太多数电容器同杆架设，既不安全，也不利于电容器散热; (4)建议保护方式应简化。主要采用熔断器和氧化锌避雷器作简单保护。 显然，杆上无功补偿主要是针对10kV馈线上的公用变所需无功进行补偿，因其具有投资小，回收快，补偿效率较高，便于管理和维护等优点，适合于功率因数较低且负荷较重的

10kV配电网无功补偿技术的应用和要点

10kV配电网无功补偿技术的应用和要点 发表时间：2018-11-13T19:04:56.750Z 来源：《电力设备》2018年第20期作者：单颖 [导读] 摘要：10kV电网运行过程中，存在电能损耗过大的情况，选择合理的无功补偿方式，能够使配电网线路电能损耗大大降低，从而使配电网的运行更好的满足生产和生活需要，更好的保障电网的安全运行，提高了电力企业的经济效益，值得进行推广。 (保定电力职业技术学院河北保定 071051) 摘要：10kV电网运行过程中，存在电能损耗过大的情况，选择合理的无功补偿方式，能够使配电网线路电能损耗大大降低，从而使配电网的运行更好的满足生产和生活需要，更好的保障电网的安全运行，提高了电力企业的经济效益，值得进行推广。 关键词：10kV配电网；无功补偿技术；应用；要点 引言 当前社会发展迅速，人们对电能的依赖程度不断增加，保证电能供应质量，关系着供电单位的外在形象以及经济效益的增长。无功补偿可保证电气设备的正常运行，降低给有功功率造成的不良影响，降小配电网线损的同时，保证供电质量，因此，供电单位应做好无功补偿技术的研究，保证配电网安全稳定运行，为人们的生产生活提供优质的电能，满意的服务。 1无功功率及补偿原理 配电网中的功率分为有功功率、无功功率与视在功率，其中有功功率指做功消耗的功率，视在功率是有功功率与无功功率的向量和。为加深对无功补偿的理解，在探讨无功补偿原理之前，有必要对配电网中无功功率进行分析，以正确认识无功功率存在的客观性与必要性。 1.1无功功率 众所周知，配电网中存在电流与磁场间的转换，电气设备中用于建立与维持磁场的电功率，即为无功功率。无功功率不对外做功，但是维持电气设备及配电网正常运行的重要功率，例如，变压器线圈产生的磁场、电动机转子磁场，都需要从电源中获得无功功率加以维持。考虑到配电网中电磁间的转化复杂，配电网提供的无功功率无法满足负荷要求，因此，需应用专业技术对无功功率进行补偿，确保用电设备在额定功率状态下工作。 1.2无功补偿原理 无功补偿的原理为：将感性功率负荷和容性功率负荷装置并联接入到同一电路中，当感性负荷释放能量时，容性负荷会吸收释放的能量，反之，感性负荷会吸收容性负荷释放的能量，这样能量便在两者之间相互交换，最终实现无功补偿的目的。 1.3无功补偿原则 配电网无功补偿是一项专业性较强的工作，为实现更好的补偿效果，供电单位应注重遵守以下原则：全面规划原则。设计与构建配电网时，应做好充分的调查，认真考虑配电网负荷情况，以及所用电气设备数量、类型等内容，将无功补偿纳入设计工作的重点，对无功补偿进行全面规划。如此才能在保证配电网建设工作稳步推进的基础上，更好的投入运营。合理布局原则。配电网无功补偿时，还应注重合理性，既要考虑补偿位置选择的合理性，又要保证补偿装置、补偿容量选择的合理性。分级补偿原则。对配电线路无功补偿方案进行充分的论证，分析影响无功补偿的因素，从经济投入，实施难易程度上加以权衡，确定最佳的分级补偿方案。就地平衡原则。配电网无功补偿时，应注重遵守就地平衡原则，提高补偿质量的同时，降低给配电网正常运行的影响。 210kV配电网运行现状分析 目前，城市和农村中10kV配电网的覆盖率非常高，但是在运行过程中，10KV配电网却存在许多问题，比如供电能力不足、损耗过大，不能解决这些问题和矛盾，就会影响正常的经济和生活，以下对10kV配电网的运行情况进行分析。 2.110kV配电网出现的问题 目前，10kV配电网在实际运行过程中，出现的主要问题包括:(1)10kV配电网运行设备落后，不能满足实际工作和生活中所需的电力要求，超负荷运行的情况频频出现，因此10kV配电网电能损耗特别大。(2)10kV配电网到达用户端的的电压很低，原因是供电线路过长、线路设计不合理。(3)10kV配电网的网点单一，变电所位置不合理。 2.210kV配电网电能损失大的原因 实际运行过程中，10kV配电网存在的问题包括:无功损耗大、电压低、线路损耗过高、电网容量低等，以上问题会引起10kV配电网的线路和设备电力损耗，使生产和生活都造成不便，电力企业效益受到影响。 310kV配电网无功补偿技术的应用方式 无功补偿技术在配电网中应用，可以使线路损耗大大降低，是一种高效节能的配电网施工方法。目前无功补偿技术在配电网中的应用方式包括:(1)变电站集中配网;(2)低压分散无功补偿;(3)用户终端分散补偿以及杆上无功补偿。 3.1变电站集中补偿 要想使输电网降低线路的损耗，供电网络无功功率取得平衡，可以对变电站进行集中补偿。集中补偿方法需要的设备有:并联形式的电容器、同步调相机和静止补偿器等。变电站采用集中补偿方法的作用是，对输电网和输电线路的功率因数进行改善，选择集中补偿，补偿需要的设备要安装在变电站的主干线路上。集中补偿的优势为，设备安装在变电站内，管理方便、设备维护方便，缺点是降低线路损耗的效果不明显。 3.2低压分散无功补偿 低压分散无功补偿技术，指的是变压器电压低的一侧安装补偿设备，对电容器采用分散固定容量补偿，它能够避免电容器并联集中补充方式由于容量太大导致涌流太大的问题，同时还能增强配电网输供电能力，有效降低损耗，节能明显。分散补偿的优点是，电压负荷比较低时，可以减少变压器运行组数，避免补偿过量，同时设备应用简单，可以节省经济成本。缺点是操作需要人工进行投切，如果操作人员出现操作失误，就会发生补偿过量或者补偿不足的情况。 3.3无功功率就地补偿 无功功率就地补偿指的是，把电力感应负载和电容器实施并联，这样就可以同电机运行和停止一起同步，电机在停止运行后，可以对电容器直接供电，这样就不用其他的供电方式。实际运行过程中，电机的无功由电容器直接供给。采用此种方法，优点是能量交换距离非

配电网无功补偿

配电网无功补偿 发表时间：2018-04-16T09:30:22.227Z 来源：《电力设备》2017年第31期作者：田金文展瑞磊段其岳 [导读] 摘要：随着社会进步、科技的发展，电力企业在如何更好地满足用户不断提高的用电需求同时，还要对用户电网进行更全面的管理、监控，提高供用电的安全可靠性，保证用户设备和配电网的安全运行，降低能量损耗。 （国网阳谷县供电公司山东聊城 252300） 摘要：随着社会进步、科技的发展，电力企业在如何更好地满足用户不断提高的用电需求同时，还要对用户电网进行更全面的管理、监控，提高供用电的安全可靠性，保证用户设备和配电网的安全运行，降低能量损耗。在这个过程中，将有各种新技术、新设备发展起来，未来的无功补偿技术将会更加合理和经济有效。 关键词：无功功率产生；无功补偿现状；发展趋势 一、配电网无功功率的产生 在交流电力系统中，发电机在发有功功率的同时也发无功功率，它是主要的无功功率电源；运行中的输电线路，由于线间和线对地间的电容效应也产生部分无功功率，称为线路的充电功率，它和电压的高低、线路的长短以及线路的结构等因素有关。电能的用户（负荷）在需要有功功率的同时还需要无功功率，其大小和负荷的功率因数有关；由此可见，无功功率在输、配电线、变压器中的流动会增加有功功率损耗，产生电压降落。 二、低压配电网无功补偿的含义及现状 低压配电网中的无功补偿是对低压配电网中的无功功率进行补偿的措施，旨在提高低压配电网的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善低压配电网的供电环境。低压配电网中的无功补偿通过选择合适的补偿方法和补偿装置，可以最大限度的减少低压配电网的损耗，使电网质量提高，减少电压波动和降低谐波，从而提高电压稳定性和电能质量。 目前低压电网无功补偿普遍采取在配电房集中补偿、分散就地补偿和个别补偿三种方式。无功信号的采集使用单相信号，利用三相电容器进行三相共补：现在控制信号采集一般在单相上进行，这种方式不能满足三相负荷量在同一时间不同变化要求。三相共补偿方式适用于负荷主要是使用三相负载的地方，如工业开发区的工业用电。多采用集中补偿和就地补偿，即随机补偿。但对于当前的负载主要为居民用户，由于电源接入点不同和用电负荷不同，三相负荷很可能不平衡，各相无功需量也不同，采用这种补偿方式会在不同程度上出现过补或欠补。无功控制物理量多用电压、功率因数、无功电流，投切方式为：循环投切、编码投切。这种策略没有考虑电压的平衡关系与区域的无功优化。使用电容器容量大，且由多个电容器并列分组进行循环投切，投切开关多采用交流接触器，其缺点是响应速度较慢，在投切过程中会对电网和交流接触器的接点产生冲击涌流，影响电网质量降低交流接触器使用寿命。现价段低压配电网的无功补偿都不具备配电监测功能，依靠人为操作普遍存在时效性差的缺点，从而影响它的经济性和全安性。 三、无功补偿的作用 （一）提高用电户的功率因数，提高用电设备的利用率，降低用电成本； （二）装设静止无功补偿器还能改善电网的电压波形，减小谐波分量和解决负序电流问题。对电容器、电缆、电机、变压器等还能避免高次谐波引起的附加电能损失和局部过热。 （三）减少供电网络的有功损耗，提高线路的供电能力； （四）合理地控制电力系统的无功功率流动，从而提高电力系统的电压水平，改善电能质量，提高了电力系统的抗干扰能力； （五）在动态的无功补偿装置上，配置自动补偿调节器，可以改善电力系统的动态性能，提高输电线的输送能力和稳定性； 四、无功补偿发展方向 为适应当前社会发展，满足用电户负荷类型的要求和用电负荷的需求，提高补偿精度，减少欠补偿和过补偿情况发生，要做好低压电网的无功补偿从以下方法进行： （一）补偿方式 1、固定补偿与动态补偿相结合 随着新技术，新设备的应用和发展，负载类型越来越复杂，电网对无功要求也越来越高，用电户要求的供电可靠性不断提高，因此单纯的固定补偿已经不能满足要求，新的动态自动无功补偿技术能较好地适应负载变化。 2、稳态补偿与快速跟踪补偿相结合 稳态补偿与快速跟踪补偿相结合的补偿方式是未来发展的一个趋势。主要是针对大型的钢铁冶金等企业，工艺复杂、用电量大、负载变化快、波动大，充分有效地进行无功补偿，不仅可以提高功率因数、降损节能，而且可以充分挖掘设备的工作容量，充分发挥设备能力，提高工作效率，提高产量和质量，经济效益大。 3、三相共补与分相补偿相结合 随着人们的生产水平不断提高，大量的家用电器进入家庭，且多为单相用电设备，电网中三相不平衡的情况越来越多，导致控制开关跳闸情况频发，三相共补同投同切已无法解决三相不平衡的问题，而全部采用单相补偿则投资较大，目前还不能普及。因此根据负载情况充分考虑经济性的共分结合方式在新的经济条件下日益广泛应用。 （二）采用先进的投切开关种类 1、过零触发固态继电器 其特点是动态响应快，在投切过程中对电网无冲击、无涌流，寿命较长，但有一定的功耗和谐波污染，目前运用比较普遍。 2、无涌流电容投切器 无涌流电容投切器是无触点开关在电压过零时投入电容器，然后转接到专用接触器下运行，优点无涌流、不发热、节能、安全、寿命长。目前正在逐步推广应用，是无功补偿设备的发展趋向。 3、智能复合开关 复合开关投切装置工作原理是先由可控硅在电压过零时投入电容器，然后再由磁保持交流接触器触点并联闭合，可控硅退出，电容器在磁保持继电器触点闭合下运行，既实现了快速投切，又降低了功耗。目前主要由于成本及可靠性原因应用较少。

配电网无功补偿方式的优化选择

配电网无功补偿方式的优化选择 发表时间：2011-12-31T10:12:35.030Z 来源：《时代报告》2011年11月下期供稿作者：邹雪莲 [导读] 电力系统无功分布是否合理，关系到电能质量的优劣，还影响电网运行的安全性和经济性。 邹雪莲 （重庆工贸职业技术学院，重庆 408000） 中图分类号：TM769 文献标识码：A 文章编号：1003-2738（2011）11-0278-01 摘要：本文根据目前配电网中无功补偿的实际情况，简要分析了配电网中无功补偿装置在调节电压、降低电能损耗中所起的作用，提出了配电网中几种无功补偿方式，进行了经济技术优化比较，提出了相应的优化选择方式。 关键词：配电网；无功补偿；优化选择 一、概述 随着国民经济的高速发展和人民生活水平的提高，人们对电力的需求日益增长，电网负荷的不断增加，改变了网络结构和电源分布，造成无功分布的不合理，甚至出现局部地区无功严重不足、电压水平普遍较低的情况。电力系统无功分布是否合理，关系到电能质量的优劣，还影响电网运行的安全性和经济性。合理的无功补偿点的选择以及补偿方式的选择，能够有效地维持系统的电压水平，提高系统的电压稳定性，降低有功网损。因此，解决好配电网络无功补偿的问题，对电网的运行安全和降损节能有着重要的意义。 二、无功补偿的原则 无功补偿的原则：全面规划，合理布局，分级补偿，就地平衡。 1.总体平衡与局部平衡相结合：既要满足全网的总无功平衡，又要满足分线、分站的无功平衡。 2.集中补偿与分散补偿相结合：要求既要在变电站进行大容量集中补偿，又要在配电线路、配电变压器和用电设备处进行分散补偿，目的是做到无功就地平衡，减少其长距离输送。 3.高压补偿与低压补偿相结合：以低压补偿为主，这和分散补偿相辅相成。 4.降损与调压相结合针对线路长，分支多，负荷分散，功率因数低的线路。这种线路最显著的特点是：负荷率低，线路损失大，若对此线路补偿，可明显提高线路的供电能力。 5.供电部门的无功补偿与用户补偿相结合：由于无功消耗大约60%在配电变压器中，其余的消耗在用户的用电设备中，若两者不能很好地配合，可能造成轻载或空载时过补偿，满负荷时欠补偿，使补偿失去了它的实际意义，得不到理想的效果。 三、无功补偿装置在调节电压、降低电能损耗中所起的作用 无功补偿的作用主要有以下几点：提高系统及负载的功率因数，降低设备容量，减少功率损耗，稳定受电端及电网的电压，提高供电质量。 1.功率因数补偿，提高电压质量。 工农业生产的用电设备多为电磁结构，功率因数较低，一般都会低于0.7以下，导致电网电压降低。加装并联电容器补偿装置就近供给用户或配电网所需要的滞相无功功率，减少在配电网中流失的无功功率，降低网损，从而改善电压质量； 2.无功补偿调压，提高电压质量。 变电站10KV母线无功集中补偿，主要是平衡输电网的无功功率，提高系统终端变电站的母线电压，补偿主变和高压线路的无功损耗。变电站10KV母线无功集中补偿容量和投切控制方式应考虑到满足主变自身的无功损耗和就近向配电线路前端输送无功，为主变有载调压维持系统电压稳定提供保障。 四、配电网无功补偿方案及其经济技术优化比较 1.变电站集中补偿方式 针对输电网的无功平衡，在变电站进行集中补偿，补偿装置包括并联电容器、同步调相机、静止补偿器等，这些补偿装置一般连接在变电站的10kV母线上，因此具有管理容易、维护方便等优点。 为了实现变电站的电压控制，通常采用并联电容器组结合变压器有载调压共同调节。利用九区图配合调节来进行电压无功控制，是一种变电站电压无功控制的有效方法。然而操作上较为麻烦，因为由于限值需要随不同运行方式进行相应的调整，会在某些区上产生振荡现象；而且由于实际操作中变压器有载分接头的调节和电容器组的投切次数是有限的，而九区图没有相应的判断。因此，现行九区图的调节效果还有待进一步改善。 2.低压集中补偿方式。 在配电网中，目前国内较普遍采用的无功补偿方式是在配电变压器380V侧进行集中补偿，通常采用微机控制的低压并联电容器柜，根据用户负荷水平的波动投入相应数量的电容器进行跟踪补偿，实现无功补偿的就地平衡，对配电网和配电变的降损有积极作用，同时也有助于保证该用户的电压水平。 3.杆上补偿方式。 采用 10kV户外并联电容器安装在架空线路的杆塔上进行无功补偿，以提高配电网功率因数，达到降损升压的目的。由于杆上安装的并联电容器远离变电站，容易出现保护不易配置、控制成本高、维护工作量大、受安装环境和空间等客观条件限制等问题。因此，杆上无功优化补偿必须结合以下实际工程要求来进行：补偿点宜少、杆上补偿不设分组投切、补偿容量不宜过大、保护方式应简化。 杆上无功补偿主要是针对10kV馈线上的公用变所需无功进行补偿，因其具有投资小，回收快，补偿效率较高，便于管理和维护等优点，适合于功率因数较低且负荷较重的长配电线路，但是因负荷经常波动而该补偿方式是长期固定补偿，故其适应能力较差，应积极开发应用电容器组能自动投切的杆上无功补偿技术。 4.用户终端分散补偿方式。 直接对用户末端进行无功补偿，将最恰当地降低配电网的损耗和维持配电网的电压水平的有效措施。对于企业和厂矿中的电动机，应

分析关于10kv配电网的无功补偿技术

分析关于10kv配电网的无功补偿技术 发表时间：2016-12-15T14:50:03.223Z 来源：《电力设备》2016年第19期作者：徐铭达 [导读] 10kv配电网是城市电力系统的重要组成部分，对促进城市经济发展具有重要的作用。 （大庆市实验中学高三（5）班 163316） 摘要：10kv配电网是城市电力系统的重要组成部分，对促进城市经济发展具有重要的作用。而无功补偿作为提高供电设备的使用效率，减少变配电设备的投资，同时减少了用电户电费支出，取得了良好经济效益的重要举措，其主要取决于配电网无功潮流分布是否趋于合理，这不仅关系到电力系统供电质量的优劣，而且还会影响到配电网运行的安全可靠性。 关键词：10kv；配电网；无功补偿技术 引言：近年来，随着我国经济的快速发展，配电网得到了快速的建设，但其中一些问题也逐渐凸显出来，如：设备投运率较低，进行无功补偿的设备较少，无功功率分布的不合理等等，这些都会供电企业和用户都带来了巨大的损失，因此，在目前电力短缺的情况下，解决好配电网无功补偿问题，对电网的安全和降损节能有着重要的意义。文章对配电网无功补偿技术相关问题进行了探讨。 1、无功补偿的作用分析 配电网中存在大量的感性负荷，较容易出现功率因素偏低的现象，如不采取合理的功率因素补偿，将会造成不良影响。配电线路的无功补偿装置通过检测线路的功率因数和电压，自动投切电容器，从而改善功率因数，减少线路损耗、提高电压质量。主要表现在：第一，减少线路损耗。线路有功功率损耗算式为：Px=R（P2+Q2）/U2，减少无功功率输送将使功率损耗大大降低。第二，提高电网输送能力。根据视在功率与有功功率的关系：P=Scos￠，在视在功率一定时，功率因数越高，所输送的有功越大。第三，减少电压损失。当采用无功补偿后，使输送的无功功率Q减少，从而使电压损失减少，改善了电压质量。 2、10kV配网无功补偿技术简介 配网线路的无功补偿技术全称为无功功率补偿，其是一种能够降低线路损耗，降低过大投资，能够实现获得高回报的一种配电网施工的技术方案。配网无功补偿技术主要有变电站集中配网方式，低压分散无功补偿方式和无功功率就地补偿三种方式。 2.1变电站集中补偿方式 要降低输电网线路的电能损耗，平衡供电网络的无功功率，可以在变电站部门集中的进行补偿，这中补偿方式的主要装置包括并联形式的电容器、同步调相机以及静止的补偿器等装置，在变电站使用该种方式的主要作用是改善输电网和输电线路上的功率因数，采用这种补偿集中补偿的方式，相应的装置应该连接到变电站的主干线路之上，这种方式的优点在于设备在变电站内，管理相对容易、设备维护和更换较为方便，其缺点是降低配电网的线路损耗作用较小。 2.2低压分散无功补偿 电网运行过程中采用这项技术，是在变压器的电压较低的一侧安装相应的装置，对电容器进行分散的固定容量的补偿，这种补偿方式克服了电容器并联的集中补偿方式中容量较大时的涌流过大的问题产生，并且能够有效的增大配电网输电和供电的能力，更好的降低线路损耗，节能效果良好。这种方式的优点在于能够在电压负荷较低时，可以相应的停运变压器的组数，防止过量的补偿，此外，这种方式使用的设备相对较为普遍，经济节约，投资回报较为的快速。缺点是需要人工频繁的投、切，这个过程中一旦工作人员操作不当或者掌握的时机不合适时，就会造成过量补偿或者补偿不够的现象。 2.3无功功率就地补偿 这种补偿方式主要是将电力等感应负载旁和电容器进行直接的并联，与电机的运行与停止一起同开、同停，当电机停止工作之后，电机直接对电容器进行供电，而不再需要其他的供电方式供电。在实际的工作过程中，电机所需要的无功由电容器直接供给，这种方式的优点在于能量交换的距离相对较短，可以在很大程度上降低线路电能的损耗。在相同的运行条件，线路损耗和电流的大小呈正比，因此，采用无功功率就地补偿，降低损耗的效果最好，投资与产出效益比最高。 3、10KV线路无功补偿技术的应用 3.1确定最佳补偿度、安装位置的方法 现阶段10kV线路中的无功补偿装置采用的一般是固定投入，以最大限度地减少配电线路的电能损耗作为出发点，确保无功补偿装置能够获得最佳效果，在分散补偿电容器线路位置的安装方面应该尽可能合理，一般来说无功补偿线路线路上安装电容器组数越多，相应的也就会受到越好的降损效果，值得注意的是所安装的电容器装置一般会受到成本的限制，从提高电容器组的补偿效益，减少无功补偿装置安装的投资方面考虑，布置的电容器组的点数不能够过多，一般按1——3个考虑即可。 3.2分散补偿容量确定方法 对于10kV线路上安装的补偿并联电容器容量的确定，应该全面考虑线路布局，坚持最佳降损的原则，并且通过计算进行确定。一般可按各条分支线的负荷电流来计算补偿容量。 如果10KV线路负荷均匀分布或者是接近均匀分布：需要安装1组电容器的时候，一般来说分散补偿容量应该线路平均无功功率的2/3；需要安装2组电容器的时候，一般来说每组的分散补偿容量应该为线路平均无功功率的2/5；需要安装3组电容器的时候，一般来说每组的分散补偿容量应该为线路平均无功功率的2/7；坚持最小网损的原则，那么每条10kV线路所需补偿的总容量应按一定比侧分配。需要安装1组电容器时，容量比为1/3：2/3；需要安装2组电容器时，容量比为1/5：2/5：2/5；需要安装3组电容器时，容量比为1/7：2/7：2/7：2/7。 在实际10kV线路中，大多数时候线路负荷分布不均匀，所以说在进行分散补偿容量确定的时候，需要考虑实际线路负荷的分布情况，并且灵活运用上述方法进行分散补偿容量的确定。 3.3补偿位置的确定 在10KV配电网中，无功补偿装置的安装位置决定着降低无功电流的效果是否理想，正确的确定无功补偿装置的位置能够最大限度的发挥无功补偿装置的补偿效果。在具体安装位置的选择上，应当秉承着就近原则，以降低主输电线上的无功电流为目的，就近平衡无功电

配电网无功功率优化研究

配电网无功功率优化研究 摘要 配电网的无功功率的有效优化与合理控制既能提高电力系统运行时的电压质量，也能有效减少网损，节约能源，是保证电力系统安全经济运行的重要措施,对电网调度和规划具有重要的指导意义。 无功优化的核心问题主要集中在数学模型和优化算法两方面，其中数学模型问题是根据解决问题的重点不同来选取不同的目标函数；而优化算法的研究则大量集中在提高计算速度、改善收敛性能上。本文选取有功网损最小作为数学模型的目标函数，数学模型的约束条件有各节点的注入有功、无功功率的等式约束和各节点电压、发电机输出无功功率、可调变压器变比、并联补偿电容量、发电机机端电压均在各自的上下限之内的不等式约束，优化方法采用遗传算法。设计和编制了牛顿拉夫逊直角坐标matlab 潮流计算程序以及遗传算法无功优化的matlab潮流计算程序。通过IEEE30节点系统的算例分析，得出基于遗传算法的无功优化能有效降低系统网损、提高电压水平，验证了该算法在解决多变量、非线性、不连续、多约束问题时的独特优势，并指出了该算法的不足之处以及如何改善。 关键词：牛顿拉夫逊法，无功优化，遗传算法

Research of Reactive Power Optimization Distribution Network ABSTRACT Reactive power with reasonable optimization and control of Power system can not only improve the stability of power system, but also effectively reduce network losses and save energy. It ensures the safety and economic operation of power systems and improve the voltage quality. It is important for planning departments on grid reactive power scheduling. Reactive power optimization focuses on mathematical models and optimization algorithms. The mathematical model is selected depending on the focus of problem-solving. Optimization algorithm is concentrated in improving the calculation speed and improve the convergence performance. This paper selects the active power loss minimum objective function as a mathematical model, the constraints of mathematical model are each node of the injected active and reactive power equality constraint and the node voltage and reactive power of generator output, adjustable transformer ratio, parallel capacitance compensation, the generator terminal voltage within the respective upper and lower limits of the inequality constraints, optimization method using genetic algorithms. Design Cartesian coordinate Newton Raphson power flow calculation method and genetic algorithm matlab calculate the reactive power optimization procedures. Through a numerical example of the IEEE 30 node system, we can draw reactive power optimization based on genetic algorithm can effectively reduce system loss and improve voltage level and verify the algorithm have unique advantages to solve multivariable, nonlinear, discontinuous, multi-constraint problem. Key words: Newton Raphson method; reactive power optimization; genetic algorithm

基于无功补偿技术在配电网中的应用

基于无功补偿技术在配电网中的应用 【摘要】当今时代是科学技术大爆炸的时代，随着科技的不断创新和完善，人们的日常生活中出现路越来越多的电器，电器种类的多样化和创新为丰富人们的生活做出了卓越的贡献。随着越来越多的电器投入到生活当中，导致配电网的负荷也随之加大，所以，我们有必要对配电网中的电能进行有效的处理。在降低电压损耗、改善电压质量等方面，配电网的无功功率补偿起着十分重要的作用，而且它还是节省能源的一种有效手段。所以，笔者今天将在这里针对无功补偿技术在配电网中应用的相关问题展开分析，希望所得的结果可以引起大家的重视和思考，并为相关领域提供参考。 【关键词】无功补偿技术配电网应用 对于无功补偿技术的应用，可以将配电网的功率因数有效地提升起来，而且它还能够改善配电网中的电压质量，拒绝大量无功远距离输送，最终实现降低电能损耗、减少发电费用的目标。在配电网中，其负荷大部分都是感性负荷，所以其变压器基本上都是感性的，正因为如此，配电网中的有功功率就有可能会比无功功率小。如果配电网的综合发电负荷是100%的话，电网的无功需求就可能超过120%，发电机功率因数也会比0.8大，如此一来，仅仅凭借发电机所提供的无功补偿是根本不能够满足配电网的无功需求的[1]。而远距离传输还有可能导致无功损耗的产生，造成有功损耗，从而使电压降过大，由此可见，必须有效地将无功的远距离传输避免，所以在配电网中应用无功补偿技术就显得十分必要。 1 我国电网的现状 最近这几年来，随着电器产品种类的增多，我国的供电量正在与日俱增，可与此同时，我国电网建设的速度却表现出滞后现象，而网络损耗的情况也渐渐凸显出来，这一问题已经引起了电力相关部门的重视。随着研究的不断深入，大家越来越多地认识到电力部门减少供电成本最有效的突破口就是降低配电网的损耗，这同时也是供电部门在以后的日子里增加供电量的重要手段之一。而且有专业人士做出合理的估算，以降低电网损耗来提升供电量，成本仅仅是兴建电厂成本的四分之一或五分之一，这种方法是非常可行的[2]。 就当前来说，电网损耗在我国基本上可以分为三个级别：第一个级别是220kV或是220kV以上的电压等级网损；第二个级别是110kV和35kV的网损；第三个级别是10kV的网损。这三部分网损量的比例是1.5：1.1：2.5，三者中，10kV配网的降损潜力是最大的。 2 现行配电网无功补偿存在的问题 2.1 补偿方式存在不合理 目前来说，很多部门还是把无功补偿的出发点放在了用户的这一侧的，一般

电网无功补偿和电压调节

电网无功补偿和电压调节 无功对于电网系统设计来说，肯定是非常非常重要的了，这块其实内容很多，就做一个简单的梳理总结，有一些工程实践中的认识，希望可以互相印证。 无功对应电压，有功对应频率，应该是一个比较普遍大概的认识，当然没错。所以无功补偿和电压调节是密不可分的，也是调度考核的重要指标。 一、无功补偿概述和原则 无功功率比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。比如40瓦的日光灯，除需40多瓦有功功率(镇流器也需消耗一部分有功功率)来发光外，还需80乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。由于它不对外做功，才被称之为“无功”。 电力系统的无功补偿与无功平衡是保证电压质量的基本条件，首先是一些重要原则当然很多是国网的原则，虽说要摆脱国网思路束缚，但是有些好东西还是要保留。 分层分区补偿原则：有鉴于经较大阻抗传输无功功率所产生的很大无功功率损耗和相应的有功功率损耗，电网无功功率的补偿安排宜实行分层分区和就地平衡的原则。所谓的分层安排，是指作为主要有功功率大容量传输即220--500 kV电网，宜力求保持各电压层间的无功功率平衡，尽可能使这些层间的无功功率串动极小，以减少通过电网变压器传输无功功率时的大量消耗;而所谓分区安排、是指110k V及以下的供电网，宜于实现无功功率的分区和就地平衡。 电压合格标准： 500kV母线：正常运行方式时，最高运行电压不得超过系统额定电压的+10%;最低运行电压不应影响电力系统同步稳定、电压稳定、厂用电的正常使用及下一级电压调节。 发电厂和500kV变电所的220kV母线：正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压0～+10%;事故运行方式时为系统额定电压的的-5%～+10%。 发电厂和220kV变电所的110kV～35kV母线：正常运行方式时，电压允许偏差为相应系统额定电压-3%～+7%;事故后为系统额定电压的的±10%。 带地区供电负荷的变电站和发电厂(直属)的10(6)kV母线：正常运行方式下的电压允许偏差为系统额定电压的0～+7%。 无功补偿配置原则：各电压等级变电站无功补偿装置的分组容量选择，应根据计算确定，最大单组无功补偿装置投切引起所在母线电压变化不宜超过电压额定值的 2.5%,并满足主变最大负荷时，功率因数不低于0.95。

试论10kV配电网无功功率平衡及优化补偿

试论10kV配电网无功功率平衡及优化补偿 无功功率平衡 在电力系统中，无功功率同有功功率一样必须保持平衡，负载所需要的感性无功功率jQL由电网中无功电源发出的容性无功功率-jQc来提供补偿。无功功率平衡应根据就地平衡的原则进行就地补偿，避免大量的无功功率作远距离传输。无功补偿应根据分级就地平衡和便于调整电压的原则进行配置。集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主;高压补偿与低压补偿相结合，以低压补偿为主;调压与降损相结合，以降损为主;并且与配电网建设改造工程同步规划、设计、施工、同步投运。 2无功对电压和线损的影响 2.1无功对电压的影响 (1)无功与电压损耗的关系 当电网传输功率时，电流将在线路、变压器阻抗上产生电压损耗△〖WTBX〗U。其关系式如下： △U=(PR+QX)/UN (1) 当线路安装无功补偿容量为Q c的并联电容器补偿装置后，线路电压损耗为 △U=〔PR+(Q-QC)X〕/UN (2) 并联电容器补偿装置投入运行所引起的静态电压升高，即 △U-△U=QCX/UN (3) 式中△U-电压损耗，V

P-线路传输的有功功率kW Q-线路传输的无功功率kvar QC-补偿投入的电容器容量kvar UN-线路额定电压kV R、X为线路电阻、电抗ZK) 从上式中可见，无功功率的变化，将引起电压降的变动，由于安装并联电容器，就地平衡无功功率，限制无功功率在电网中传输，相应地减少了线路的电压损耗，提高了配电网的电压质量。 (2)电压调整 10kV配电线路存在电压过低或偏高问题，其原因除了电网结构不合理和导线过细外，主要是无功功率不足或过剩。系统的无功功率对电压影响极大，无功功率不足，将引起电网电压下降，而无功过剩将引起电网电压偏高。无功功率平衡是维持及保证电网电压质量的基础，必须采取有效的调压措施，以提高电压水平。合理调整变压器分接头，是提高电网电压水平的一种调压手段。 2.2无功对线损的影响 在电网运行中，因大量非线性负载的投运，它们除要消耗有功功率外，还要消耗一定的无功功率，负荷电流通过线路、变压器将会产生功率与电能损耗。由电能损耗公式可知，当线路或变压器输送的有功功率和电压不变时，线损与负荷功率因数的平方成反比。功率因数越低，电网所需无功就越多，线损就越大。当cos=0.7时，无功功率和有功功率在电

电气系统无功补偿

在远距离输电线路中间装设同步调相机或静止补偿装置，利用这些装置的无功调节能力，在线路轻载时吸收线路充电功率，限制电压升高；在线路重载时发出无功功率，以补偿线路的无功损耗，支持电压水平，从而提高线路的输送容量。中间同步或静止补偿通常设在线路中点，若设在线路首末端，则调节作用消失。 输电网的电压支撑点与调压输电网与受电地区的低一级电压的电网相联的枢纽点，常设置有载调压变压器或有相当调节与控制能力的无功补偿装置，或者二者都有，以实现中枢点调压，使电网的运行不受或少受因潮流变化或其他原因形成的电压波动的影响，在电网发生事故时起支撑电压的作用，防止因电网电压剧烈波动而扩大事故。 电压支撑能力的强弱，除与补偿方法和补偿容量大小有关外，更与补偿装置的调节控制能力和响应速度有关。并联电容器虽是常用而价廉的补偿设备，但其无功出力在电压下降时将按电压的平方值下降，不利于支撑电压。大量装设并联补偿电容器反而有事故发生助长电网电压崩溃的可能性。采用同步调相机和静止无功补偿装置辅以适当的调节控制，是比较理想的支撑电压的无功补偿设备。近年来，国内外均注重静止补偿装置的应用。 2配电网的无功补偿与电压调整 以相位补偿和保证用户用电电压质量为主。 2.1相位补偿亦称功率因数补偿 用电电器多为电磁结构，需要大量的励磁功率，致使用户的功率因数均为滞相且较低，一般约为0.7左右。励磁功率——滞相的无功功率在配电网中流动，不仅占用配电网容量，造成不必要的损耗，而且导致用户电压降低。相位补偿是以进相的无功补偿设备（如并联电容器）就近供给用户或配电网所需要的滞相无功功率，减少在配电网中流动的无功功率，降低网损，改善电压质量。中国对大电力用户要求安装无功补偿装置，补偿后的功率因数不得低于0.9。 2.2电压调整