河南油田电网节能降损技术应用研究

摘要

河南油田电网始建于1975年，输配电网络分布在八个县区，电网共有输、配电线路92条，线路总长1087.69km，配电变压器1944台，供电能力23.9万kVA。近些年来，随着河南油田的持续发展和油气勘探的深入开发，油田内部用电负荷不断增加，电网结构也相应进行了持续的发展改造，缓和了供用电矛盾，供电可靠性较高。然而，该油田配电网的结构仍不够合理，电网的损耗较大，2003至2005年网损率基本在9.5％左右，每年有6000万kW.h电量损耗流失，尤其是变电站内和配电线路损耗占总损耗的比例较大，主要原因是站内主变型号老，耗能大，而且经济运行效果差；其次，随着油田电网容量的增加，配电网无功电能得不到及时优化补偿，配电线路的功率因数较低。
　　 文章根据河南油田电网的实际情况，首先，从降低电网变电站内损耗进行了分析，并对变压器的经济负荷系数和经济运行区进行研究，提出逐步淘汰老型号主变，更换成新型节能主变压器以达到节能效果，并根据电网站内变压器的运行特点，提出了站内变压器的经济运行方案，提出了改进措施加以应用。其次，针对配网无功缺额大，功率因数低，对配电网优化无功补偿方面进行了研究，文章重点针对配电网的潮流计算和无功优化问题，研究了油田配电网潮流计算和无功优化问题的应用理论，分析了配电网潮流计算的特点，根据油田配电网的实际情况，建立配电网潮流计算的数学模型，采用前推—回代方法进行潮流计算，而且建立了河南油田配电网无功优化的数学模型，该模型以有功网损最小为目标函数，采用基于遗传算法，将配电网的无功优化问题分解成离散变量优化问题和连续变量优化两个子问题，解决了配电网的无功优化问题，结果表明对提高供电质量，降低电网损耗有较为明显的作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

引言

1.1河南油田电网网损概况及原因分析

1.2河南油田电网站内损耗研究、配电网无功优化补偿的目的和意义

1.3电网无功优化补偿的现状研究

1.4论文的主要研究内容和主要结构

第二章 河南油田电网站内损耗研究

2.1变压器的经济负荷系数和经济运行区

2.2河南油田电网站内损耗研究分析

2.3本章小结

第三章 配电网的损耗分析及潮流计算

3.1河南油田配电网运行状况分析

3.2潮流计算的常用方法

3.2.1前推回代法

3.2.2 P-Q分解法

3.2.3高斯一塞德尔迭代法

3.2.4牛顿—拉夫逊法

3.3前推回代法在河南油田配电网的应用

3.3.1辐射型配电网潮流计算

3.3.2网络拓扑结构识别

3.3.3前推回代法潮流计算步骤

3.3.4辐射型配电网的网损计算

3.4前推回代法的实际应用

3.5本章小结

第四章 河南油田配电网的无功优化

4.1引言

4.2数学模型

4.2.1潮流优化模型简介

4.2.2模型目标函数

4.2.3模型的约束条件

4.2.4无功优化的数学模型

4.3电网优化算法

4.3.1非线性规划法(Non-Linear Programming，NLP)

4.3.2二次规划法(Quadratic Programming，QP)

4.3.3线性规划法(Linear Programming，LP)

4.3.4内点算法

4.3.5遗传算法

4.4遗传算法及其实现

4.4.1遗传算法简介

4.4.2遗传算法的实现过程

4.4.3遗传算法的理论分析

4.5基于遗传算法的配电网无功优化

4.5.1遗传算法的改进

4.5.2无功优化模型的目标函数

4.6配电网无功优化算例计算

4.6.1算例介绍及初始参数的确定

4.6.2原始数据与状态

4.6.3染色体的确定

4.6.4基础参数设定

4.6.5改进算法求解步骤

4.6.6算例计算及结果分析

4.7本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文