乌江渡30MW单机电网无功补偿方案的研究与实施

摘要

乌江渡30MW水轮发电机组独立地向三个铁合金厂供电，形成单机电网运行方式。但运行过程中出现发电机组的有功出力下降、功率因数很低、频率调节越限和整个电网电压水平严重偏低等问题。对此，本文首先从铁合金厂负荷(即矿热炉)和众多变压器的特性出发，分析乌江渡单机电网运行问题的主要原因是该系统的无功功率不足，估算出该系统的无功缺额，并初步提出无功补偿的多种方案，包括补偿地点、容量、方式等：然后，利用电力系统分析综合程序PSASP对该单机电网进行仿真，计算分析无功功率补偿前和各种补偿方案下整个电网的电压水平、功率因数和功率损耗等；最后，考虑到技术可行性、经济性和电网生产实际，对该电网选取当前合适的无功补偿方案，即在矿热炉变压器的高压母线上加装补偿电容器组，并给出相应的电容器、电抗器数值。按此方案，乌江渡30MW单机电网投运无功补偿成套设备以来，现场测试表明：相对于补偿前，电网电压得以大为提升并基本达到额定电压水平，同时发电机组的出力、功率因数提高，系统稳定性得到改善，电厂的发电效益和铁合金厂的经济效益显著。因此，无功补偿方案的选取和实施对保障乌江渡30MW单机电网的设备安全运行、稳定产品质量取得良好的技术经济效果。

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第一章 绪论

1．1本课题的背景与研究目的

1．1．1乌江渡30MW单机电网简介

1．1．2单机电网的运行状况与存在的问题

1．1．3研究目的与意义

1．2本文的主要研究工作

第二章 乌江渡30MW单机电网无功补偿的研究

2．1无功功率的基本概念

2．1．1无功功率

2．1．2电压质量、功率因数、功率损耗等与无功功率的关系

2．1．3无功电源和无功补偿

2．2乌江渡单机电网的无功功率补偿

2．2．1乌江渡单机电网与矿热炉负荷的无功特点

2．2．2乌江渡单机电网的无功供求状况分析

2．2．3无功功率补偿装置的选择

2．2．4乌江渡单机电网的并联电容器式无功补偿方案

2．3小结

第三章 乌江渡30MW单机电网的测试试验与仿真分析

3．1仿真工具PSASP简介

3．2乌江渡单机电网的仿真模型建立

3．2．1主要元件的参数及计算

3．2．2无功补偿容量的测试试验与计算

3．2．3乌江渡单机电网的PSASP仿真模型

3．3乌江渡单机电网的无功补偿方案仿真计算与分析

第四章 乌江渡30MW单机电网无功补偿的选取与实现

4．1并联电容器型无功补偿装置的选取原则

4．2乌江渡单机电网无功补偿的实现

第五章 无功补偿后系统的运行状况与效益分析

5．1无功补偿后的系统运行状况

5．2无功补偿前后的效益分析

第六章 结论与展望

6．1基本结论

6．2下一步工作的展望

致谢

参考文献