浅谈农村电网的无功优化补偿

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1、浅谈农村电网的无功优化补偿电力系统无功分布的合理与否直接影响着电力系统的安全和稳定，与经济效益紧密相关。一方面，无功不足将导致系统电压降低，用电设备不能合理使用，甚至会引发电压崩溃等一系列事故；另一方面，无功过剩也会导致系统电压质量恶化，危害系统和设备的安全，而・且过多的无功备用也会浪费不必要的投资。因此，无功问题在电力系统日益受到关注。1配电网全网无功优化思想1・1配电网全网无功优化思想农网全网无功优化是一个多变量多约束的混合非线性问题，需要综合考虑农网全网运行情况，以各节点电压合格、网络关口功率因数等为约束条件，根据给定的目标值（提高功率因数、全网网损最小、年运行费用最小或年支出费用

2、最小），进行全网无功优化计算，确定系统的最优补偿点和最佳补偿容量，无功优化补偿就是根据全网无功优化计算结果，调节有载调压变压器分接头，投切静止补偿器和并联电容器，实现跟踪负荷变化的电压和无功动态调节，满足电网安全、经济运行目标。农网全网无功优化补偿策略主要体现在：高压网以变电站集屮补偿为重点，屮压网以10kV线路补偿和配电变压器低压侧集中补偿为重点，低压网及以下以用户侧分散补偿为重点，如图1所示：农网无功优化补偿应遵循“集中补偿与分散补偿相结合，高压补偿与低压补偿相结合，调压与降损相结合”的补偿原则，具体应因地制宜，全面考虑电网、负荷、经济条件等综合因素，在进行农网全网无功优化计算的基础

3、上，采用科学合理的无功优化补偿模式，依据无功优化结果确定无功补偿容量，使农村电网能够真正实现优化补偿。配电网无功优化补偿结合各区负荷情况，通过全网无功优化计算来确定系统的最佳补偿点和最佳补偿容量，并选择合理的无功补偿装置类型。配电网无功优化补偿与全网经济运行实现一体化，提高功率因数和电压质量，有效降低损耗。1.2配电网无功优化分析的实现某供电局采用中国电力科学研究院农电与配电研究所开发的“农网全网无功优化及管理系统”（以下简称“无功优化系统”）对所辖电网进行了全网无功优化分析。该系统总体上以县级电网无功优化补偿“集中补偿与分散补偿相结合，高压补偿与低压补偿相结合，调压与降损相结合”的补偿

4、原则为指导，以采集到的配网各节点运行电压、无功功率和冇功功率等实时运行数据和各设备实际运行状态为无功优化计算的依据；以无功、电压不越限，有载调压开关每天动作次数不越限，无功补偿装置动作次数不越限，功率因数在合格范围内为约束条件；根据实际情况以电压质量、系统有功损耗、变压器分接头和电容器投切次数为H标进行无功优化分析计算。该系统各项功能较为完备，简述如下（详细情况见附件）：可实现对高压电网、中低压电网的无功优化分析，显示出设备运行状态所处区域，给出改善运行状况的建议。可实现对高压电网、中压电网的无功补偿规划，自动选出最优的补偿点及补偿位置，给出补偿前后的运行数据対比，显示节能降损的效果。系

5、统在优化分析时，运行数据来源支持多种：可与调度自动化系统和营销信息管理系统接口，可自动读取实时运行数据；可采取数据批量导入方式获取数据；支持人工录入，修补运行数据。2高压配电网无功优化补偿2.1高压配电网无功优化方法与原理采用中国电力科学研究院农电所开发的农网全网无功优化及管理系统,打破传统的按主变压器容量的10%〜30%容量设计无功补偿装置容量的方式，从高压配电网整体出发，进行无功优化计算，按照确定的目标函数给出最佳补偿点和补偿容量。无功优化问题中的变量可分为控制变量和状态变量。在高压配电网中分接头可调变压器变比T、补偿电容量C和发电机机端电压Ug为控制变量；节点电压U和发电机注入无功

6、Q为状态变量。控制变量的不等式约束：(1)其中,Timax>Timin分别为变压器变比的上下限;Cjmax>Cjmin分别为并联补偿电容量的上下限；Ugkmax.Ugkmin分别为发电机机端电压的上下限；i、j、k分别在系统中变压器台数、无功补偿点数和发电机台数范围内取值。状态变量的不等式约束：(2)其中，Uimax>Uimin分别为节点电压的上下限；Qgkmax>Qgkmin分别为发电机无功输出的上下限；i、k分别在节点总数和发电机总数范围内o无功优化的R标包括技术性能R标和经济H标，确定的FI标函数为:(3)?姿山？姿Q分别为电压越界和无功越界罚系数；c为补偿设备安装地点数；卩为无功

7、补偿容量的等值系数；目标函数中笫1项为网损，第2项为电压越界罚函数，第3项为无功越界罚函数，第4项为无功补偿容量。2.2高压配电网无功优化补偿典型模式模式一：动态无功补偿模式对新建变电站、枢纽变电站、无功负荷波动变化比较大的变电站以及相对比较重要的变电站采用动态无功补偿装置。模式二：分组自动无功补偿模式依据电网无功现状在未进行无功自动补偿的变电站10RV母线上适当安装自动投切装置，使无功功率尽可能实现分站、分压、分线平衡，降低高压电