谈10kv配电无功补偿技术

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1、谈10kV配电无功补偿技术：文章探讨l0kv配电无功补偿方法及配置技术，并结合经济效益分析，说明线路无功补偿装置的有效性和可行性。　　关键词：10kV配电；无功补偿技术　　0前言　　随着国民经济的发展，对电能质量的要求也日益提高。无功电源是保证电能质量、降低损耗和电X安全运行必不可少的一部分。在电力系统中功率因数降低，使功率损耗增加，电气设备得不到充分利用，电X输送能力下降，甚至会导致设备损坏。因此，解决无功补偿问题，对电X降损节能有着极为重要的意义。　　1．无功补偿的作用分析　　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

2、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。主要包括如下：(1)减少线路损耗。线路有功功率损耗算式为：Px=R(P2Q2)／U2，减少无功功率输送将使功率损耗大大降低。(2)提高电X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。(3)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，从而使电压损失减改善了电压质量。　　2无功补偿优化的数学模型　　2．1目标函数　　配电X络无功补偿的目的应是降低X损，提高电压质量。对降低X损的考虑是：分散就近补偿电容器，肯定

3、能降低X损，所以在目标函数中不进行具体考虑。因此，目标函数可只是电压合格率。　　对单条10kV配电线路，有：　　　　式中：F为电压合格率；L为系统监察点点数；m为系统运行方式总数；Li为监察点i在m种运行方式中总的越界次数。　　2．2约束条件　　无功补偿优化受到很多条件的约束，包括等式约束条件和不等式约束条件。　　1．等式约束条件　　(i=1，2，……，n；i≠v；k=1，2，3代表最大、最小、一般三种负荷方式。)　　2．不等式约束条件　　不等式约束为各节点电压上下限、各无功电源出力的上下限、可调变比的上下限和支路功率上下限约束。　　

4、　　其中：上标k=1，2，，代表各种运行方式；n为节点个数；QGi为发电机无功；QGimax、QGimin分别为发电机无功上下限；　　Ki为可调变压器的变比；Kimax、Kimin分别为可调变压器变比的上下限：GS为等值发电机个数；m3为可调变压器个数；Sjmax为支路允许通过功率的上限。　　3无功补偿方法　　电X在实际运行中负荷是变化的。若只按一种负荷情况计算确定补偿方案，不符合实际运行情况；若按照电X实际运行中负荷变化的各个运行方式去计算，又不现实。因此，近似用最大、最小、一般三种运行方式表示负荷的变化。在最小运行方式下确定初始补

5、偿，可保证不发生无功倒送。在最大运行方式下，根据电压合格率调整补偿方案。　　3．1无功二次精确矩计算　　无功二次精确矩定义为：　　　　式中：Rdi表示从i节点逆流而上所遇到的所有支路电阻之和；Qbi、Qbs分别为流入i节点或节点S的支路无功功率；“s”节点为i节点的后续节点。　　由于式(5)与力矩公式形式相同，Rdi相当于“力臂”，　　　　反映了节点i的负荷无功功率对于整个X损的作用相当于作用力，且无功功率具有二次函数形式，因此称之为i节点无功二次精确矩。　　负荷无功引起的总有功损耗为：　　　　式(6)反映了负荷无功功率引起的X损为各

6、节点的无功二次精确矩之和。　　3．2确定初始补偿方案　　无功精确二次矩可以作为最佳补偿点的选择依据。根据配电X结构为树型的特点，其树枝末端电压总是最低的。Rdi反映了i节点到源节点的电气距离，显然Rdi越大的节点越靠近末端节点，所以选择Rdi较大的节点投放电容器，有助于改善系统的电压水平，而　　　　这一项则反映了节点i的负荷无功功率对于整个X损的作用，该项较大的点是对系统X损有较大作用的敏感节点。使该节点的负荷无功功率降低有利于整个X损的降低，因此T2q(i)反映了电容器的投放，既改善电压水平，又降低X损的综合作用。为避免过补偿，在最

7、小运行方式下进行潮流计算，确定初始补偿点数k。选择无功精确二次矩最大的点作为补偿节点，补偿容量取潮流计算时该节点的送入无功，然后用补偿后的数据重新进行计算，选择第二个补偿点，若初始补偿点数确定为K，则重复进行K次选择。　　3．3补偿方案调整　　确定补偿方案后，用式（1）计算电压合格率，若电压合格率小于给定要求时，应根据利用实际工程经验在多解中进行分析判断，再进行综合评定，得到符合实际情况的规划方案。　　禁忌搜索算法是一种高效的用于解决组合优化问题的启发式搜索算法，其特点是采用了禁忌技术，用一个禁忌表记录已经到达过的局部最优点，在下一次

8、搜索中，利用禁忌表中的信息不再或有选择地搜索这些点，以此来避免落入局部最优解。该方法适合于解决纯整数规划问题，有效处理不可微的目标函数，这正与电X规划的特点相符合，因此该方法被引入到电X规划中。　　蚁群算法是由意大利科学