并联电容器串联电抗率参数选择研究

摘要

无功补偿并联电容器作为无功补偿和抑制谐波的电力设备，在电力系统中有很重要的应用，其参数配置的优劣直接决定了并联电容器的工作性能。本文主要工作是在变电站低压侧接入并联电容器的模型基础上，对并联电容器补偿容量、分组容量及串联电抗率等参数的选择展开研究。
　　首先，本文在前人的分析基础上，指出并联电容器补偿容量的计算还应考虑用户对自身无功缺额达到补偿要求后，给其供电的变电站还需对其进行一定补偿所需的容量。提出并联电容器分组容量的确定应考虑谐波因素，对于两种电抗率混装的电容器组，还需对其各电抗率应占比例进行分析，并通过安全校验对单组容量进行校验，并给出了具体流程。单组容量确定后还需对总容量进行修正。
　　其次，在总结了现有变电站电抗率配置情况及相关规范的基础上，从谐振容量、放大倍数计算、经济性三个方面分析了串联6％电抗率的可行性，指出电抗率在初步选定后还应对其滤波效果进行检验，通过检验结果对电抗率进行修正，并给出了相应的校验公式。
　　最后，针对并联电容器集中装设在变电站低压侧、谐波源在中压侧且变压器第三绕组接入限流电抗器的情况，提出了基于自适应变异的双层PSO串联电抗率优化配置方法。在算法的可调参数中，对几种惯性权重设置方法对迭代过程的影响做了比较，对自适应与非自适应PSO算法的迭代过程做了比较，验证了自适应算法的有效性。将最后的优化配置结果与工程选择方法进行比较，验证了使用自适应的双层PSO优化算法对串联电抗进行优化配置的优越性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文的主要工作

第2章 并联电容器总容量及分组容量的确定

2．1 总无功补偿容量的初步确定

2．1．1 根据需补偿的变电站各种无功损耗及其他无功需求确定总容量

2．1．2 按要求的变压器高压侧功率因数计算

2．1．3 算例分析

2．2 分组容量的确定及总容量的确定

2．2．1 母线电压波动计算

2．2．2 谐振容量计算

2．2．3 电容器投入时的涌流计算

2．2．4 不同电抗率的混装组合分析

2．2．5 考虑谐波影响的分组容量修正

2．2．6 电容器组的安全校验及总容量的修正

2．2．7 算例分析

2．3 本章小结

第3章 串联电抗率工程选择方法研究

3．1 并联电容器滤波原理

3．2 现有规范及变电站电抗率典型配置情况介绍

3．2．1 现有变电站典型电抗率配置情况

3．2．2 现有并联电容器设计规范的介绍

3．3 串联电抗率6％的可行性分析

3．3．1 谐振容量计算

3．3．2 放大倍数计算

3．3．3 经济性分析

3．4 电抗率的初步选定

3．5 谐波滤波效果检验与参数优化确定

3．6 小结

第4章 基于自适应变异的双层粒子群优化算法的串联电抗率优化配置

4．1 粒子群算法简介

4．2 算法的参数选择

4．2．1 参数选择

4．2．2 自适应变异

4．3 并联电容器设计模型

4．3．1 变压器星型等值阻抗

4．3．2 装设限流电抗器的作用及影响

4．3．3 变电站低压侧装设并联补偿电容器模型

4．4 谐波阻抗计算公式

4．4．1 变压器谐波阻抗

4．4．2 电容器支路谐波阻抗

4．4．3 其他元件谐波阻抗

4．5 串联电抗率优化配置模型

4．5．1 外层优化模型

4．5．2 内层优化模型

4．6 仿真算例与分析

4．6．1 不同惯性权重设置方法的迭代效果比较

4．6．2 自适应变异的有效性

4．6．3 优化配置结果及分析

4．7 本章小结

第5章 结论与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文及参与科研情况