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10kV配电网节能降损研究

作　者: 李婷婷
导　师: 王健
学　校: 华南理工大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 10kV配电网节能降损变压器损耗无功优化遗传算法
分类号: TM714.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 577次
引　用: 3次
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内容摘要

随着我国经济的快速增长,人民生活水平稳步提高,中国的能源消耗强度也明显增长,资源环境约束和经济快速增长的矛盾,已成为中国未来经济社会发展的严峻挑战。因而,从我国现实和长远利益考虑,必须加强建设资源节约型、环境友好型社会,特别是对于我国电力行业来说,节能降损工作显得尤为重要。然而,由于我国的电力部门长期重发电、轻供电、忽略配电网的重要性和特殊性,导致配网系统基础薄弱,中低压配电网损耗严重。10kV配电网是我国电网中规模最大,涉及面积最广的部分,其末端直接与用户相连,敏锐的反映用户在安全、优质、经济等方面的要求,已成为电力系统供电能力、电能质量、供电可靠性等重要指标的最终体现。但是,10kV配电网存在许多问题,如网架结构薄弱、设备老化、无功补偿不足、电网运行管理落后等诸多因素,造成配电网损耗过大,与世界主要工业国家相比存在较大的差距。因此,节能降损在我国10kV配电网中大有可为。本文主要从两个方面着手实现10kV配电网的节能降损。一方面,在电力系统中,变压器是生产过程的主要设备,从发电、供电到用电,需要经过三到五次变压器的变压过程,变压器数量多,容量大,损耗大。本文依据一种评价变压器能源效率比较全面的技术经济评价方法总拥有费用法(Total Owning Cost, TOC),并结合广东省云浮地区部分企业的用电数据进行分析和定量计算,进行配电变压器经济容量的选择,经济选型,和经济运行分析。结果表明了配电变压器的节能和经济运行对节能减排、改善电网电能质量具有重要意义。另一方面,由于无功匮乏造成配电网网损问题十分突出,无功补偿则是降损节能和改善电压质量的一种有效方法。本文通过广东省云浮地区某10kV实际线路的参数,建立了以无功优化补偿后所取得的综合经济效益最大作为目标函数的数学模型,引入遗传算法进行求解。根据模型特点对遗传算法进行了改进,如采用改进编码方式、初始群体的生成、适应度函数的设计等方面,通过计算机程序计算,确定无功补偿的地点和容量,从而使得配电网处在经济可靠的运行状态,降低电能损耗。通过变压器和配电网无功优化两个方面节能降损,优化10kV配电网,最终达到降低电力损耗,节约能源,保护环境的目的。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
第一章绪论  11-17
  1.1 研究课题的意义  11-12
  1.2 论文研究背景  12-15
    1.2.1 我国配电网特点  12-13
    1.2.2 10kV 配电网存在的主要问题  13-15
  1.3 本文的主要工作  15-17
第二章配电变压器的节能与经济运行  17-34
  2.1 概述  17-20
    2.1.1 配电变压器的发展  17
    2.1.2 配电变压器能效标准  17-20
    2.1.3 变压器的使用误区  20
  2.2 配电变压器的技术经济评价  20-22
  2.3 选择配电变压器的经济容量  22
  2.4 变压器的经济运行方式  22-27
    2.4.1 影响变压器经济运行的四个因素  22-24
    2.4.2 并联变压器的经济运行方式  24-27
  2.5 算例分析  27-33
    2.5.1 配电变压器型号的选取  27-29
    2.5.2 配电变压器经济容量的确定  29-31
    2.5.3 配电变压器的并联运行  31-33
  2.6 本章小结  33-34
第三章 10kV 配电网无功规划  34-51
  3.1 配电网无功补偿的原则  34
  3.2 配电网无功补偿方式及其比较  34-42
    3.2.1 变电站集中补偿方式  35
    3.2.2 10kV 配电线路杆上无功补偿方式  35-38
    3.2.3 低压集中补偿方式  38-40
    3.2.4 用户终端分散补偿方式  40-42
  3.3 配电网无功补偿的装置  42-45
  3.4 配电网无功优化的模型  45-46
  3.5 配电网无功优化的算法  46-50
  3.6 本章小结  50-51
第四章遗传算法在 10kV 配电网无功优化中的应用  51-72
  4.1 10kV配电网无功优化模型的建立  51-53
    4.1.1 目标函数构造  51-52
    4.1.2 罚函数设置  52-53
  4.2 配电网潮流计算  53-55
    4.2.1 潮流算法的基本原理  54
    4.2.2 算法的具体步骤  54-55
  4.3 遗传算法的基本原理及方法  55-61
    4.3.1 遗传算法概述  55-56
    4.3.2 遗传算法基本操作过程  56-59
    4.3.3 本文基于遗传算法的无功优化操作设计  59-61
  4.4 某10kV配电线路无功优化分析  61-71
    4.4.1 本文研究的某10kV 配电线路概况  61-64
    4.4.2 10kV 配电线路潮流计算结果  64-67
    4.4.3 投资成本和经济效益计算原则  67-68
    4.4.4 基于灵敏度法无功补偿点的确定  68-69
    4.4.5 基于遗传算法线路无功优化的结果和分析  69-71
  4.5 本章小结  71-72
结论  72-74
参考文献  74-78
攻读硕士学位期间取得的研究成果  78-79
致谢  79

10kV配电网节能降损研究

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