配電網(wǎng)無功補(bǔ)償位置確定及優(yōu)化分析

遲海 孟慶敏

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的用電需求也有所增加，這就對于供電質(zhì)量提出了更高的要求，配電網(wǎng)是一個(gè)重要因素，影響電網(wǎng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵因素，因此有關(guān)人員不能對此環(huán)節(jié)加以忽視，尤其要注重加強(qiáng)輸配電線路的管理，而這就又涉及到配電網(wǎng)無功率的補(bǔ)償，只有把保證配電網(wǎng)無功補(bǔ)償優(yōu)化配置能夠合理，才能保證配電網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)行，從而進(jìn)一步的保證供電的質(zhì)量，更好的滿足人們的用電需求，以促進(jìn)我國電力事業(yè)良好的發(fā)展。因此，對配電網(wǎng)無功補(bǔ)償位置的確定以及優(yōu)化的方案就值得進(jìn)行深入的研究。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；無功補(bǔ)償位置；優(yōu)化

配電網(wǎng)無功補(bǔ)償位置的確定以及優(yōu)化分析是極為關(guān)鍵的，只有這樣，才能滿足人們生活用電以及工業(yè)用電的需求，同時(shí)也能夠有助于促進(jìn)電網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，這是時(shí)代發(fā)展的基本要求。在實(shí)際在電網(wǎng)運(yùn)行中，往往會存在無功補(bǔ)償設(shè)備運(yùn)行效率低等問題，這就在一定程度上對電壓有影響，進(jìn)而對供電的質(zhì)量也造成影響。由此可見，對其進(jìn)行優(yōu)化是至關(guān)重要的。這就要求工作人員能夠重視此方面的同時(shí)，還能加強(qiáng)對于配電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)难芯?，可以通過采取無功算法等方法使得配電網(wǎng)能夠供電平衡，以維護(hù)電網(wǎng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

1配電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置位置

1.1配電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置概述

配電網(wǎng)無功補(bǔ)償主要指的系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)是通過無功補(bǔ)償技術(shù)維持運(yùn)行的，主要由五部分構(gòu)成，每部分都是不一樣的，具有不同的功能。通過運(yùn)行無功補(bǔ)償系統(tǒng)，能夠有有效的起到保護(hù)作用。而這些都與無功補(bǔ)償設(shè)備有一定的關(guān)聯(lián)，而要想讓其發(fā)揮真正的作用，就需要對其裝置進(jìn)行詳細(xì)的分析和應(yīng)用，其中電容器就是比較常見的設(shè)備。

1.2 動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的具體應(yīng)用

在無功補(bǔ)償裝置中，動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置具有突出的優(yōu)點(diǎn)，比如降低線損、節(jié)能充分，線路變壓器增容，改善電能質(zhì)量等。配電網(wǎng)運(yùn)行要求具有較高的利用率，實(shí)現(xiàn)最經(jīng)濟(jì)模式的運(yùn)行。在動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置運(yùn)行中，額定電壓下的線損耗變化率計(jì)算公式如圖1所示。

通過實(shí)踐運(yùn)算可知，投人動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置后的線路損耗變化率有明顯的下降。此外，從電能質(zhì)量的層面來看，投人動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置之后，配電網(wǎng)不會產(chǎn)生諧波，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)高頻諧波的濾波作用。

1.3 無功補(bǔ)償位置的確定

在配電網(wǎng)無功補(bǔ)償容量和位置的確定中，針對實(shí)際情況選擇合適的優(yōu)化計(jì)算方法。在無功負(fù)荷沿線均勻分布時(shí)，無功補(bǔ)償容量與位置的確定通過單點(diǎn)補(bǔ)償和兩點(diǎn)補(bǔ)償進(jìn)行分析。單點(diǎn)補(bǔ)償時(shí)，當(dāng)輸配電線路總長一定，先假定補(bǔ)償點(diǎn)位置，然后通過計(jì)算得出補(bǔ)償后的潮流分布態(tài)勢，包括從補(bǔ)償點(diǎn)至線路末端、從起點(diǎn)到補(bǔ)償點(diǎn)，進(jìn)行對比后確定補(bǔ)償點(diǎn)位置。在兩點(diǎn)補(bǔ)償時(shí)，分別計(jì)算無功潮流在補(bǔ)償后的情況、補(bǔ)償后線損最小值、線損下降率和補(bǔ)償度，進(jìn)而確定具體補(bǔ)償位置。

在無功負(fù)荷沿線遞增分布時(shí)，單點(diǎn)補(bǔ)償狀態(tài)下，計(jì)算補(bǔ)償后線損下降值、補(bǔ)償后最大線損下降值、補(bǔ)償度與補(bǔ)償后線損下降率，從而確定補(bǔ)償位置。兩點(diǎn)補(bǔ)償時(shí)，計(jì)算補(bǔ)償后線損下降值，求線損下降最大值時(shí)的補(bǔ)償容量和位置。在無功符合沿線遞減分布時(shí)，計(jì)算沒有補(bǔ)償時(shí)線路節(jié)點(diǎn)處無功功率以及補(bǔ)償后該節(jié)點(diǎn)的無功功率與線損下降值，進(jìn)而求得線損下降值最大時(shí)的補(bǔ)償容量與位置。

2配電網(wǎng)無功補(bǔ)償容量優(yōu)化分析

2.1配電網(wǎng)無功補(bǔ)償原則

在配電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置的設(shè)計(jì)中，確定補(bǔ)償容量需要遵循一定的原則。一是網(wǎng)損最小化原則，這是無功補(bǔ)償?shù)那疤幔瑹o功補(bǔ)償?shù)哪康木褪菫榱斯?jié)能降損；二是年運(yùn)行費(fèi)最小原則，包括補(bǔ)償裝置的年運(yùn)行維護(hù)費(fèi)與加裝補(bǔ)償電容網(wǎng)絡(luò)損耗電價(jià)兩部分；三是年支出費(fèi)用最小原則，通常有年運(yùn)行費(fèi)用與設(shè)備支出和投資回報(bào)兩個(gè)因素綜合計(jì)量；四是等網(wǎng)損微增率原則，即單位補(bǔ)償容量裝置設(shè)在各補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)的降損值為同一定值。

2.2 確定無功補(bǔ)償容量的方法

在配電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置運(yùn)行時(shí)，確定無功補(bǔ)償容量至關(guān)重要。一是提高功率因數(shù)確定無功補(bǔ)償容量，其計(jì)算公式為（如圖2左）。二是降低線損確定無功補(bǔ)償容量，對補(bǔ)償前的線路損耗與補(bǔ)償后的線路損耗進(jìn)行分析計(jì)算，然后確定補(bǔ)償后線損降低的百分值，進(jìn)而確定無功補(bǔ)償容量；三是提高運(yùn)行電壓確定無功補(bǔ)償容量，在實(shí)踐操作中需要結(jié)合具體情況確定補(bǔ)償電容的大小，而且還需確保補(bǔ)償后的配電網(wǎng)電壓不能超過規(guī)定值；四是根據(jù)補(bǔ)償當(dāng)量確定無功補(bǔ)償容量，計(jì)算公式為（如圖2右）

2.3 無功容量的合理分配

在獲得無功補(bǔ)償?shù)目側(cè)萘亢螅驗(yàn)榕潆娋W(wǎng)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，并非單一補(bǔ)償，而是需要對配電網(wǎng)中的每個(gè)補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)進(jìn)行逐一補(bǔ)償，這就需要將無功補(bǔ)償?shù)目側(cè)萘?，合理的分配給每個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)，進(jìn)而使最終的網(wǎng)損最小化，獲得最大收益。對無功補(bǔ)償合理分配涉及到了求解非線性問題、在工作實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，一般采用網(wǎng)損微增率法來計(jì)算無功容量的分配首先需要建立目標(biāo)麗數(shù)。之后在結(jié)合目標(biāo)函數(shù)確定約束條件，包括滿足網(wǎng)絡(luò)無功符合平衡，補(bǔ)償容量的極值，電壓的極值，，在確定約束條件之后，將其進(jìn)行無約束條件規(guī)劃，進(jìn)而獲得輔助目標(biāo)函數(shù)，然后進(jìn)行輻射式網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償容量分配，或非輻射網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償容量分配。

3結(jié)語

由于時(shí)代的不斷變化發(fā)展，人們的生活以及工作方式有了很大的改變，這一切都要源于技術(shù)的不斷創(chuàng)新和應(yīng)用，正是因?yàn)榧夹g(shù)的原因，才使得世界變得如此豐富多彩，各個(gè)行業(yè)都有了創(chuàng)新式的發(fā)展，同時(shí)新的技術(shù)也得以誕生和應(yīng)用，更好的為人們所用，幫助人們解決生活以及工作中的難題。無功補(bǔ)償就是一種先進(jìn)的技術(shù)，在配電網(wǎng)的運(yùn)行中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，對于我國電力事業(yè)的發(fā)展也具有重要的影響，而針對無功補(bǔ)償應(yīng)用過程中的問題就要求有關(guān)人員能夠加強(qiáng)它的優(yōu)化分析，進(jìn)而能夠促進(jìn)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，以促進(jìn)社會良好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐漢武. 配電網(wǎng)無功補(bǔ)償位置確定及優(yōu)化分析[J]. 科技展望， 2017， 27（21）.

[2]黃仁金. 配電網(wǎng)無功補(bǔ)償位置優(yōu)化方法研究[C].全國輸配電技術(shù)協(xié)作網(wǎng)年會暨2013中國國際輸配電技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用交流會. 2013.

[3]魯鵬. 配電網(wǎng)無功補(bǔ)償優(yōu)化算法的研究[D]. 長沙理工大學(xué)， 2013.