毕业设计--某地区35kv配电网无功优化与补偿.doc

高职毕业设计（论文） 题　　目： 某地区35kv配电网无功优化与补偿 　　　　院　　系： 　 电力与自动化工程学院 专业年级： 电气工程及自动化专业2010届 学生姓名： 雷海涛 　 　学号：200811312335 指导教师： 陈淑华　　 　 　　 　　 2011年5月20日 【摘 要】 我国配电网的负荷一般较重，造成配电网的网损较大，节点电压偏低，对配电网进行无功补偿，就是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低能耗，改善配电网电压质量。本文简要介绍了电力系统无功补偿方法、数学模型及无功优化的各种算法。并在对电力系统无功补偿一般模型和对具体的配电网的数据进行相关求解的基础上加以总结和分析，从而得出以不同变量为目标函数的无功优化的模型。并通过对不同配电网的计算数据进行分析，从而确定无功补偿量与电流、电压、电阻、电抗等的关系。同时还对无功优化算法进行相关的总结并对无功优化算法在实际配电网中的应用加以展望。 关键词：配电网；无功补偿；目标函数；数学模型；无功优化目录 1　引言 1 1.1　电力系统无功优化与补偿的原理 1 1.2　无功补偿的重要意义 1 1.2.1　改善电压质量 1 1.2.2　降低线损 1 1.2.3　线路、变压器的增容 2 1.2.4　降低企业用电成本 2 1.3　本文所做的工作 2 ２　电力系统无功优化的模型与算法 3 2.1　无功优化的模型与约束条件 3 2.1.1　无功优化模型 3 2.1.2　无功优化的约束条件 5 2.2　无功优化的研究和分析方法 6 2.2.1　常规优化算法 6 2.2.2　人工智能法 7 2.3　各种算法的比较 10 2.4　小结 10 3 无功优化的数学模型 11 3.1　以网损最小为目标函数的无功补偿模型 11 3.2　以最小电压偏移为目标函数的无功补偿模型 11 3.3　以经济效益最优为目标函数的无功补偿模型 12 4　配电网无功优化的实例计算与分析 14 4.1.　配电网络介绍 14 4.2.　以网损最小为目标函数的无功补偿分析 14 4.3.　以最小电压偏移为目标函数的无功补偿分析 15 4.5.　三种模型的比较分析 16 5 总结与展望 18 5.1 总结 18 5.2 展望 18 致谢 20 参考文献 21 附录一 22 附录二 26  1　引言 1.1　电力系统无功优化与补偿的原理 在电能输送过程中，不管在高压或低压网络，无功功率都会一定程度的产生电压损失和电能损耗。而由于电网中的负荷大部分均为感性负荷，再加上电网中的各级变压器和线路也为感性，因此电网需要的无功功率就要比有功功率大很多，仅靠发电机所发的无功就无法满足电网和电网负荷的总无功需求。同时无功远距离传输，不但要产生无功损耗，而且会带来不必要的有功损耗，造成过大的电压降，由于无功功率在电网中传输会造成电网损耗以及受电端电压下降，因此大量的无功功率在电网中传输必然使电能利用率大大降低且严重影响供电质量。 因此在电网中的适当位置装设无功补偿装置成为满足电网无功需求的必要手段。无功补偿，就是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低能耗，改善电网电压质量。 电网无功优化配置的目的在于降低线路损耗，提高供电效率,提高用户端电压合格率。电网无功优化是一个多变量、多约束、非线性、不连续的优化控制问题，传统的数学优化方法往往难以找到完全符合运行要求的全局最优解。多年来，国内外学者对电网无功优化进行了大量的研究工作。 1.2　无功补偿的重要意义 无功功率补偿装置在电力供电系统中所承担的作用是提高电网的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗、提高供电效率、改善供电质量，所以无功功率补偿装置在电力配电系统中处在一个不可或缺的非常重要的位置。下面从四个方面加以说明。 1.2.1　改善电压质量 输电线路电压损耗由两部分组成，即有功功率在电阻上的压降和无功功率在电抗上的压降。一般说来，在电网的线路、变压器的等值电路中，电抗的数值比电阻大得多。所以无功功率对电压损耗的影响很大，而有功功率对电压损耗的影响则要小得多。因此，在电力系统中，无功功率是造成电压损耗的主要因素。电网中无功补偿设备的合理配置，与电网的供电电压质量关系十分密切。合理安装补偿设备可以改善电压质量。 1.2.2　降低线损 在某一额定电压下，有功功率恒定不变，由于功率因数变化，其线路损耗发生变化。 1.2.3　线路、变压器的增容 因国家根据企业功率因数值调整电价高低，因此加设补偿装置提高功率因数后对企业和电力系统有重大经济效益。 (1)在设备容量不变的条件下，由于提高了功率因数可以少送无功功率，因此可以多送有功功率