电气工程及其自动化毕业论文-无功补偿技术在电气自动化中的应用.docx

无功补偿技术在电气自动化中的应用

摘要

在经济发展飞快的背景下，电网事业发展也非常快，无功功率的补偿需求也在跟着电力负荷的增加而不断加大。电力系统中几乎绝大部分设备除了要消耗有功功率外还需要一定的无功功率，在电网的运输过程中不仅需要运输必要的有功，还伴随着大量的无功功率。过多的无功功率在线路上的流通不但会产生多余的有功网损，影响经济性，还可能使得配电网络末端电压降低甚至跌出允许范围，使用户得到的电能质量不达标，严重时危害用电设备。故必须采取一些措施来尽可能减少配电网中无功功率的流通以调整电压质量并降低损耗。无功补偿就是一种非常有效的手段，在配电网的各个地方安装补偿装置直接为负荷提供无功能量以减小线路中无功的运输，并将电压数值过低的节点提升至允许范围内，提高电能质量。

关键词：中低压配电网无功补偿经济优化

目录

TOC\o1-4\f\h\z\u第一章研究背景及意义 1

1.1课题研究背景及意义 1

1.1.1研究背景 1

1.1.2研究意义 1

1.2本文主要研究思路与内容 3

1.3国内外研究现状 3

第二章配电网无功补偿的理论研究 5

2.1无功补偿基本原理 5

2.1.1无功功率与电压的关系 6

2.1.2无功补偿对电网的作用 7

2.1.3无功补偿配置原则 8

2.2无功补偿装置的配置方式 9

2.2.1变电站集中补偿方式 9

2.2.2低压集中补偿方式 9

2.2.4随机补偿方式 10

2.2.5随器补偿方式 10

2.3本章小结 11

第三章配电网无功优化模型及配置方法 13

3.1配电网无功优化的数学模型 13

3.1.1配电网无功优化的多种优化指标 13

第四章中低压配电网无功优化经济分析 15

4.1补偿电容器投切量的计算 15

4.2电容器投切控制策略及控制流程 16

4.2.1电压补偿及投切控制策略 16

4.2.2补偿装置的分类 16

4.3优化结果分析 17

第五章配电网无功补偿计算实例 19

参考文献 25

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第一章研究背景及意义

1.1课题研究背景及意义

1.1.1研究背景

电压质量问题包括电压，频率和波形畸变率三种，其中电压大小的偏差会直接影响电压质量，通常我们通过无功补偿来优化电压质量。当电压偏差过大时，会影响企业和生活质量，损坏用电设备，在严重情况下会导致“电压崩溃”，造成大面积停电。电力系统无功补偿就是在无功不足的情况下的电压偏低使其电压升上来，达到电压稳定的效果。

在电网运行有大量方法能够调整各处电压，就比如电源处的发电机来说，通过改变发电机的不同运行状态就可以做到改变电压的大小。例如若发电机处于进相运行状态就能够从网络里吸取过剩的无功从而让电压减小。但配电网里不包括发电厂，它的电压调整通常是依靠补偿装置的有序投切。补偿设备也在不断发展，先有调相机以及人们以电容器发出无功功率的原理，普遍使用并联电容器分布在电网各处以抵消无功需求。即使到现在，并联电容器也还在被使用，十分方便。直到电子器件的面世，使补偿方法得大大的改进。通过两者的联合使用，远远增大了补偿时的可靠性和准确性。电压偏高时，电气设备绝缘受到威胁，很大可能损坏，寿命减短，在超高压系统中将产生电晕损耗。也同样影响着工业农业生产。无论电压偏高还是偏低时，电力系统功率因数都将降低，所以我国规定县级电力公司的平均功率因数因在任何时刻都不低于0.9，在高压电网中总的线路损耗不大于9%，才能满足电能质量的要求。除此之外，我国一般还需要设置其他无功电源来补偿电力线路的无功缺失来保证良好的电能质量。一般通过调相机，并联电容器，静止无功补偿器等来补偿。

1.1.2研究意义

在电网无功补偿中，主要针对调压方面。在电压调整时，也可将有功和无功负荷以及这些变动引起的电压偏差分成两类。电压调整仅针对波动周期长，涉及方面大，主要由生产及生活还有气象变化引起的负荷和电压变动。并且随着电网事业的日益扩张，在运行中的问题也越来越明显。例如无功供率分布不合理，无功补偿容量不足和补偿容量不好确定，补偿效果不理想之类的问题。这将直接影响电力用户用电体验，所以无功补偿问题时重要研究问题。

在当下电力系统配电网无功补偿存在很多问题，例如无功补偿不理想，补偿装置容量不匹配，武功过剩或者无功缺额等，影响着电压质量，也影响了无功补偿设备的选择，所以我们需要设置更先进的补偿设备，例如动态补偿装置。从