6电力系统无功优化规划

电力规划相关知识

第六章 电力系统无功优化规划

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第一节现状：

电力系统无功概述

目前我国地区电网的电压质量不够理想，负荷分散， 线路长，管理不合理。

电网的无功电源不足，无功功率供需不平衡。工业负荷为主要的城市电网，线路短，电缆多，用户 都装有补偿电容。但是由于补偿容量不能自动地根据 负荷和电压的变化而增减，造成在负荷低谷时电压偏 高，符合高峰时电压偏低。

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无功功率规划：划分： 长期规划：10年以上，战略性规划，网络结构，电源布局等。

中期规划：3~10年，网络扩建，系统电压和变电所位置选择。 短期规划：1~3年，中期规划的具体执行。

最优配置： 网损最小； 补偿电容量最小； 补偿效果最大；

经济效益最大等。

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数学方法： 意义：满足约束方程条件下，求出目标函数的极值。 目标函数及运行变量约束方程都是非线性函数，所 以要通过求解非线性方程来求解问题的解。非线性 规划计算时收敛慢，计算时间长，所以实际应用时 受到限制。 目前，很多人提出将问题进行线性化，然后用线性 规划、整数规划和动态规划等方法进行求解。

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第二节 无功优化的基本原则总体平衡与局部平衡相结合。电力部门补偿与用户补偿相结合。

采取分散补偿与集中补偿相结合，以分散 为主的原则。 降损与调压相结合，以降损为主。

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第三节、配电网无功优化无功补偿作为保持电力系统无功功率平衡、降低 网损、提高供电质量的一种重要措施，已被广泛 应用于各电压等级电网中。合理选择无功补偿， 能够有效地维持系统的电压水平，提高电压稳定 性，避免大量无功的远距离传输，从而降低有功 网损，减少发电费用，提高设备利用率，无功补 偿的合理应用是电力企业提高经济和社会效益的 一项重要课题。然而，作为无功补偿的一个重要 组成部分，中压网的无功补偿研究，至今仍处在 初级阶段，探究这方面的文献仍很少，在实际应 用中更是少之又少。

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中压配网无功优化补偿的基本要求和类 型1.

无功优化补偿的基本要求在无功优化补偿中，首先要确定合适的补偿点。 无功负荷补偿点一般按以下原则进行确定：① 根据网络结构的特点，选择几个中枢点以实现对其他节 点电压的控制；② 根据无功就地平衡原则，选择无功负荷较大的节点。 ③ 无功分层平衡，即避免不同电压等级的无功相互流动， 以提高系统运行的经济性。 ④ 网络中无功补偿度不应低于部颁标准0.7的规定。

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2. 无功优化补偿的类型 电力系统的无功补偿不仅包括容性无功功率的补 偿而且包括感性无功功率的补偿

。

电力系统的无功补偿从优化方面可从两个方面说 起，即输配电网络(闭式网)和配电线路及用户的无 功优化补偿(开式网)。 配电网无功补偿方案有变电站集中补偿、配电变 低压补偿、配电线路固定补偿和用电设备分散补 偿。四种方案示意图见图6-3-1所示。

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图6-3-1 配电系统无功补偿方式示意图

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3. 配电线路上的无功补偿a. 配电线路补偿的必要性及特点 必要性： 35kV、10kV及一些低压配电线路的电阻相对较大，无功 潮流在线路上流动时引起的功率损耗较大且电压损耗较 大，另外大量配电变压器要消耗无功，很多公用变压器 没有安装低压补偿装置，造成的很大无功缺额需要变电 站或发电厂承担，大量的无功沿线路传输使得配电网的 网损居高难下，有必要考虑配电线路无功补偿，以提高 功率因素，达到降损升压的作用。

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优缺点：a) 优点： ① 有利于实行内部无功分区控制，分区平衡，减少网 络中无功电流引起的损耗和电压损失，体现了无功 “分散补偿，就地平衡”的原则； ② 可增加设备的承载能力，尤其在配电分支线上进行 补偿，可以改善输电线路的运行特性，降低损耗， 提高电压质量 ； ③ 对于分车间考核用电指标的用户，可提高本车间的 功率因数，降低产品单耗和生产成本，经济效益好， 且其补偿方式灵活，电容器投切时冲击电流较小。

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b) 缺点： ① 只能减少 10kV 配电线路和变压器上的无功负荷，不 能减少 0.4KV配电线路的无功损耗。

② 由于设备安装地点比较分散，维护管理的难度比较 大，且补偿设备的利用率较集中补偿方式低。③ 如果在车间装设的电容器不能分组投切，则补偿容 量无法调整，可能出现过补偿。 ④ 分组补偿方式的一次性投资大于集中补偿。

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b. 配电线路上的无功补偿 配电线路上的负荷分布情况，大致可分为三种类型：负 荷集中于线路末端(电力用户)、负荷沿线路均匀分布 (或近似均匀分布)和负荷沿线路非均匀分布的。 以下重点讨论负荷沿线路均匀分布的情况，经典的线路 补偿理论认为电容器安装的位置应该遵循“2/3法则” 。

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