农村中压配电网无功补偿的优化研究

摘要

在电力系统中，用电设备多呈感性，且功率因数较低，从而导致电网中出现大量的无功功率，降低了供电质量。特别是农村中压电网，由于输电线路长、配电变压器多、负荷季节性和时变性较强，线路无功损耗更加明显，使得农村电网存在较大的降损空间。因此，优化补偿线路无功功率，对提高电压质量和降低线路损耗具有现实意义。 针对农村中压配电网无功损失较为严重的现象,本文主要研究农村中压电网无功补偿优化问题，寻找满足电压质量要求和线损最小条件下农村中压电网无功补偿装置的最佳安装位置和最佳补偿容量。论文在研究农村中压电网结构特点的基础上，提出了简便、有效的半遍历优化算法，算法以无功补偿的最佳位置和最佳容量为目标，考虑了网损最小、电压质量和综合经济性等多目标优化约束条件；采用可视化语言VC6.0++开发了一套适用于农村中压单端配电网的无功补偿优化软件，用户只需要输入相应的网络结构参数和负荷数据，即可求出最佳补偿地点和最佳补偿容量，并利用均匀负荷系统的先验结论验证了本软件的正确性：结合工程实际，对某10kV农村电网进行了无功补偿优化计算，得到了不同约束条件下无功补偿装置的最佳安装点数、安装位置和安装容量，同时给出补偿前后的线损计算结果和综合经济比较结果，为农网无功补偿的决策提供了科学的依据。

目录

文摘

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声明

1绪论

1.1无功功率补偿的意义

1.2无功补偿原理

1.3无功补偿原则

1.4常用无功补偿设备

1.4.1同步发电机

1.4.2静止无功补偿装置

1.4.3电力电容器

1.4.4同期调相机

1.5常用无功补偿的方式

1.5.1变电站集中补偿方式

1.5.2低压集中补偿方式

1.5.3杆上无功补偿方式

1.5.4用户终端分散补偿方式

1.6农村中压电网的现状及补偿措施

1.6.1农村中压电网的现状

1.6.2无功补偿对农村电网的好处

1.6.3农村电网无功补偿常用的方式及缺点

1.7无功补偿优化问题的研究与发展

1.8本论文的主要内容

2无功优化常用算法

2.1无功优化的数学模型

2.1.1经典的数学模型

2.1.2电力市场下的数学模型

2.2经典的无功优化算法

2.3人工智能在无功优化中的应用

2.3.1专家系统

2.3.2人工神经网络

2.3.3遗传算法

2.3.4模拟退火算法

2.3.5Tabu搜索方法

2.3.6模糊集理论

2.4无功优化控制目前存在的问题

3农村配电网无功优化策略

3.1无功优化的基本原理

3.1.1配电网的网损计算

3.1.2单点补偿时最佳补偿地点和最佳补偿容量的确定

3.1.3多点补偿最佳补偿点和最佳补偿容量的确定

3.1.4均匀负荷线损的计算

3.1.5遍历算法的基本思路

3.2给定补偿点数条件下无功补偿的优化

3.2.1单点补偿

3.2.2多点补偿

3.3电压约束条件下无功补偿的优化

3.3.1电压约束条件下无功补偿优化补偿点数的确定

3.3.2电压约束条件下无功补偿地点和补偿容量的确定

3.4综合经济性条件下无功补偿的优化

3.4.1电力系统综合经济性计算

3.4.2综合经济性条件下无功补偿优化补偿点数的确定

3.4.3综合经济条件下无功补偿地点和补偿容量的确定

3.5遍历算法的进一步改进——半遍历算法

4基于半遍历算法的无功优化程序设计

4.1软件设计开发环境

4.2功能设计

4.3程序的设计过程

4.3.1主程序流程图

4.3.2潮流计算流程图

4.3.3单点补偿程序

4.3.4无功优化子程序

4.3.5程序验证

5无功优化算法在实际工程中的应用

5.1无功优化应用实例介绍

5.2无功优化结果及分析

5.2.1给定补偿点的无功优化结果及分析

5.2.2电压约束条件下的无功优化结果及分析

5.2.3考虑经济性条件下的无功优化结果及分析

6结论

致谢

参考文献