电网无功补偿方式的优化计算.doc

电网无功补偿方式的优化计算本文通过对农网中无功补偿特点的分析，针对农网线路较长，负 荷波动大的特点提出通过仿真来计算无功补偿容量的优化设计方法，论证了升压降损的优点及适用性。该方法可模拟现场实际情况，能取得满意的补偿效果。对于工 作在基层的农电工作者进行无功补偿技改工作有较大帮助。 1引言 农村电网由于变电所数量相对较少，长距离供电是一种普遍现象。农网负载大多为电动机，感性无功消耗大。根据大量的调查统计，农村 电网中的总无功损耗中，配电变压器和用户的无功损耗约占84.8，应作为农村电网无功补偿的重 点。 210kV长 线路无功补偿实例 该10kV线路全长20km， 输电线为LJ70铝绞线，所接配变总容量 为6900kVA。该线路170#杆及其附 近安装有2500kVA配变，从末端至170#杆 线路长5km，配变容量为1770kVA。 首端至170#杆线路长15km，配变容量 为2630kVA。线路改造前，因线路较长感性无功过大使得末端电压低，线损率大。根据用电负荷调 查该线路89月份用电量最大，平均在100万kWh左右，而34月份平均用电量仅有60万kWh左右。170#杆以后高峰用电量为70万kWh，低峰用电量为40万kWh。线路的自然功率因数为0.69。图1为近似负荷等效图。图1 负荷等效图 供电公司因资金所限补偿点只设一个，从负荷观点看在170#杆装电容器较 合适，该处明显为负荷中心，故补偿点选择在170#杆处。供电公司确定改造后的技术指标为：在用电 高峰期补偿后线路功率因数不小于0.85，在用电低谷期功率因数控制在0.97以内。 按照补偿技术标准经过计算，实际取三相额定容量为390kvar的电容 器。补偿改造后实测数据如表1所示。 表1 补偿前后比较 170#杆装电 容器前 装电 容器后 电压(低峰)9.58kV 9.75kV 电压(高峰) 8.75kV 9.01kV 功率 因数(低峰) 0.69 0.92 功率 因数(高峰) 0.69 0.81 电压 损失(低峰) 8.7% 7.1% 电压 损失(高峰) 16% 14% 线路 线损(低峰)/小时 77kW 55kW 线路 线损(高峰)/小时 262kW 210kW 由表1可见高峰负荷时，功率因数未达到要求额定值0.85。 3无功补偿方式的改进探讨 MATLAB软件学习简单、使用方便，具有强大的矩阵处理功能。而且具有 专门针对电力系统的强大工具箱PSB(POWERSYSTEMBLOCKET)。因此我们可以用MATLAB仿真软件来模拟现场实际情况，这种技术的掌握可以将技术人员从繁杂的计算中解放出来，取得较精确 的数据，具有很强的实践意义。 我们利用MATLAB软件中的PSB工 具箱根据图1建立了MATLAB仿真图，如 图2所示。图2MATLAB仿真图 仿真中利用测量元件测量线路、负载的电流、电压，有功、无功。 由表1可见实测功率因数与技改要求尚存在一定差距，这是由于线路存在电压 损失所造成的，因此在设计时计算无功补偿容量时可以按低峰时完全补偿加以计算。 当完全补偿时，所需无功功率为： 实取600kvar。将经计算所得到的390kvar、600kvar补偿容量分别代入仿真系 统，仿真结果如表2所示。 从表1、表2可以 看出，在欠补偿的情况下仿真结果与实际值差别不大。通过表2我们还可以看出采用完全补偿比欠补偿时 各项指标均有提高。这说明改进方法可提高电容器出力，更好地起到升压降损的作用。 表2 完全补偿前后比较 170#杆欠补 偿完全 补偿电压(低峰)9.73 9.86kV 电压(高峰)8.99kV 9.09kV 功率 因数(低峰)0.915 0.994 功率 因数(高峰)0.80 0.86 电压 损失(低峰)7.3% 6% 电压 损失(高峰)14.3% 13.5% 线路 线损(低峰)/小时54kW 47kW 线路 线损(高峰)/小时207kW 185kW 改进后的设计方法不仅可以升压降损同时还能获得更佳的经济效益。若以0.5元/kWh计，不同的处理方法所产生经济效益如表3所 示。 表3 经济效益表 损耗 和效益未补 偿还(元)欠补 偿(元)完全 补偿(元)高峰 损耗/月94320 74520 66600 低峰 损耗/月27720 19440 16920 节约(高峰)/月0 19800 27720 节约(高峰)/月0 8280 10800 显然合理进行完全补偿是行之有效的补偿策略。 4结论 在实际