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县级电网无功优化补偿计算及建设实践

作　者: 宋筱媛
导　师: 陈隆道；方凌斌
学　校: 浙江大学
专　业: 电气工程
关键词: 电力系统无功优化粒子群算法无功补偿建设
分类号: TM744
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 75次
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内容摘要

无功电源如同有功电源一样,是保证电力系统电能质量、电压质量、降低电网损耗以及电网安全稳定运行所不可缺少的部分,电力系统无功优化是保证系统安全、经济运行的有效手段,是提高电力系统电压质量的重要措施之一。无功优化目的在于确定电力系统中无功设备的合理配置,以保证电网在满足一定的安全约束条件之下,使得无功设备的安装投资以及电网的运行费用最小化,实现系统的技术经济性能指标的最优化。电力系统无功优化问题,是一个多变量、多约束的混合非线性规划问题,涉及的操作变量既有连续变量也有离散变量,其优化过程较为复杂。本文首先从功率因数的概念和意义出发,分析电力系统无功优化的基本思想、常用的无功控制设备。其次,论文阐述了电力系统无功优化的特点,以及国内外研究动态,并在此基础上,介绍了粒子群优化算法及其在电力系统中的应用,尤其着重研究了粒子群优化算法的改进措施,及其在求解无功优化问题时的算法应用和改进。最后,论文针对龙游电网实际,分析了其电网建设及运行现状、运行及管理水平、负荷现状(主要是潮流分布)及未来发展预测,并依据“自上而下”计算和“自下而上”补偿原则,基于粒子群算法开展无功优化补偿计算,根据计算、仿真结果,提出合理、可行的无功补偿建设方案,同时选取有代表性的四条10千伏公用线试点开展无功优化补偿建设。在试点的基础之上,又选取了供电半径较长或功率因数在0.89附近且用电负荷较大的7条线路开展第二阶段的无功优化建设工作。在实践中积极采用动态补偿、平滑调节等新技术、新设备,对设备的选型,电压调节与设备的配合,对新设备的应用等进行了尝试。通过对方案实施前后的效果进行检测与分析,实测结果表明提高了10千伏线路功率因数(达到0.94以上),改善了电压稳定性。论文同时还进行了无功优化补偿建设后的效益分析,总结了此次无功补偿取得的经济效益与社会效益。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-21
  1.1 课题背景  10-11
  1.2 县级电网无功优化问题的研究现状  11-19
    1.2.1 县级电网无功补偿  11-13
    1.2.2 电力系统无功优化的特点  13-14
    1.2.3 国内外研究现状  14-19
  1.3 本课题的研究目的、意义和内容  19-21
    1.3.1 研究目的  19-20
    1.3.2 研究意义  20
    1.3.3 研究内容  20-21
第2章电网无功优化的基础分析  21-33
  2.1 无功功率的概念及特征  21-25
    2.1.1 正弦电路的无功功率  21-22
    2.1.2 非正弦电路的无功功率  22-23
    2.1.3 功率因数  23-25
  2.2 功率因数的意义  25-26
  2.3 无功功率负荷和无功功率损耗  26-27
    2.3.1 无功功率负荷  26
    2.3.2 变压器中的无功功率损耗  26-27
    2.3.3 输电线路中的无功功率损耗  27
  2.4 无功功率平衡  27-28
  2.5 电力系统无功优化的基本思想  28-29
  2.6 无功优化数学模型  29-32
    2.6.1 目标函数  29-30
    2.6.2 功率方程约束  30
    2.6.3 变量约束  30-32
  2.7 无功优化流程  32-33
第3章改进的粒子群算法  33-42
  3.1 粒子群算法概述  33-37
    3.1.1 粒子群算法  33-35
    3.1.2 粒子群算法描述  35-36
    3.1.3 粒子群算法分析  36-37
  3.2 粒子群算法的改进方法  37-38
  3.3 二进制粒子群算法  38-39
  3.4 粒子群算法在电力系统中的应用  39-42
    3.4.1 电网扩展规划  39
    3.4.2 最优潮流计算与无功优化控制  39-40
    3.4.3 电力系统优化设计  40-42
第4章县级电网无功优化补偿建设的研究  42-52
  4.1 县级电网无功优化原则  42-43
  4.2 县级电网无功优化遵循的技术标准  43
  4.3 中、低压配电网无功优化补偿容量配置原则及典型应用模式  43-44
    4.3.1 中、低压配电网无功优化补偿容量配置原则  43-44
    4.3.2 典型应用模式  44
  4.4 县级电网无功优化补偿计算及建设的总体方案  44-47
  4.5 农网全网无功优化与管理系统  47-52
    4.5.1 系统结构  47-48
    4.5.2 系统主要功能  48-49
    4.5.3 软件系统  49
    4.5.4 关键技术  49-52
第5章龙游电网无功优化补偿建设实践及分析  52-83
  5.1 龙游电网简介  52-56
    5.1.1 龙游电网负荷现状  54-55
    5.1.2 龙游电网未来发展预测  55
    5.1.3 龙游电网存在的问题  55-56
  5.2 龙游电网无功优化补偿建设  56-79
    5.2.1 高压无功优化补偿方案及可行性分析  56-58
    5.2.2 中压网无功优化补偿方案及建设实践  58-79
  5.3 无功补偿建设实施情况  79-80
    5.3.1 无功补偿设备及安装情况  79-80
    5.3.2 关键节点电压无功优化控制情况  80
  5.4 无功补偿建设的效益分析  80-83
    5.4.1 社会效益分析  81-82
    5.4.2 经济效益分析  82-83
第6章结论与展望  83-85
参考文献  85-89
作者简历、在学期间发表的论文和参加的科研活动  89

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