低压配电网的无功补偿方法-本科毕业论文

山东农业大学毕业论文题目：研究低压配电网无功补偿的方法院部机械与电子工程学院专业电气工程及其自动化届次2010级1班学生姓名安晓华学号20100476指导教师王冉冉二O一四年5月20日I目录摘要........................................................................错误!未定义书签。Abstract.................................................................错误!未定义书签。研究低压配电网无功补偿的方法.........................................................II第一章绪论.......................................................................................11.低压配电网...................................................................................11.1配电网.........................................................................................11.2配电网电压等级.........................................................................12.无功补偿的目的与意义..................................................................22.1背景与现状..................................................................................22.2详述无功补偿的效益...................................................................22.3配电网无功补偿遇到的问题.........................................................42.4无功功率补偿技术的发展趋势.....................................................52.4.1电力有源滤波器........................................................................5第二章低压配电网无功补偿方法.......................................................71.无功补偿的方法............................................................................7第三章潮流计算取的最优补偿点.....................................................11第四章应用实例（matlab仿真应用）.............................................16第五章浅谈无功分散补偿的的经济效益..........................................18II研究低压配电网无功补偿的方法作者：安晓华指导教师：王冉冉（山东农业大学机械与电子工程学院）【摘要】随着时代的发展，使得越来越多的用电器设备出现在人们的日常工作生产生活之中，导致配电网的负荷越来越大。配电网的无功功率补偿是改善电压质量和降低损耗、节约能源的有效手段之一。应用无功补偿设备，能够有效的提高电网的功率因数、改善电网的电压质量、避免大量的无功功率的远距离的传输，从而达到降低网络损耗、减少网络发电费用的目的。本文首先介绍了配电网以及无功补偿的基础性知识，低压配电网无功补偿的背景与目的，然后又分析低压配电网无功补偿会遇到的问题以及低压配电网无功补偿的发展前景，有讲解了一下给定一个电网进行潮流计算分析最优补偿点，稍微介绍了一些matlab进行仿真的知识点，最后设计了低压配电网无功补偿的经济效益。关键词：低压配电网无功补偿经济效益【abstract】Withthedevelopmentofthetimes,moreandmoreelectricalequipmentofproductionandlivingappearsinpeople'sdailywork,causestheloadofdistributionnetworkislargerandlarger.Reactivepowercompensationofdistributionnetworkistoimprovethevoltagequalityandreduceloss,itisoneoftheeffectivemethodstosaveenergy.Applicationofreactivepowercompensationequipment,caneffectivelyimprovethepowerfactorofpowergrid,improvepowergridvoltagequalityandavoidalotoflongdistancetransmissionofreactivepower,soastoreducethenetworkloss,thepurposeofreducingnetworkpowergenerationcost.Thisarticlefirstintroducesthebasicknowledgeofdistributionsystemandreactivepowercompensationandreactivecompensationinlowvoltagedistributionnetworkbackgroundandpurpose,andthenanalysisthelowvoltagedistributionnetworkreactivecompensationwouldfaceproblemsandprospectsofthedevelopmentoflowvoltagedistributionnetworkreactivepowercompensation,hasexplainedthegivenapowerflowcalculationanalysisoptimalcompensationpoint,slightlyintroducessomeknowledgeofmatlabsimulation,finallydesignsthereactivecompensationinlowvoltagedistributionnetworkeconomicbenefit.Keywords:lowvoltagedistributionnetworkreactivepowercompensationeconomicbenefits1第一章绪论1.低压配电网1.1配电网1.1.1配电网定义配电网是由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿电容以及一些附属设施等组成的，在电力网中起重要分配电能作用的网络。1.1.2配电网分类配电网按照不同的分类方法有不同的分类结果，一般如下：1)配电网按电压等级来分类可分为高压配电网（35—110KV），中压配电网（6—10KV，苏州有20KV的），低压配电网（220/380V）；在负载率较大的特大型城市，220KV电网也有配电功能。2)按供电区的功能来分类可分为城市配电网，农村配电网和工厂配电网等。在城市电网系统中,主网是指110KV及其以上电压等级的电网，主要起连接区域高压（220KV及以上）电网的作用。配电网是指35KV及其以下电压等级的电网，作用是给城市里各个配电站和各类用电负荷供给电源。配电网一般采用闭环设计、开环运行,其结构呈辐射状。配电线的线径比输电线的小,导致配电网的R/X较大。由于配电线路的R/X较大,使得在输电网中常用的这些算法在配电网的潮流计算中其收敛性难以保证。1.2配电网电压等级配电网电压等级是指配电网（配网）的额定电压级别系列。配网指的是电力系统中输配电里面的配电，就是电能被分配到各个用户处的这一级。配网又有高压配网和低压配网之分。额定电压是电力系统及电力设备规定的正常电压，即与电力系统及电力设备某些运行特性有关的标称电压。电力系统各点的实际运行电压允许在一定程度上偏离其额定电压，在这一允许偏离范围内，各种电力设备及电力系统本身仍然能正常运行。1)高压配网及其电压等级高压配网是指电压等级在1kV电压以上的配电网，常见电压等级有10kV，35kV，66kV，110kV等，还有部分不常用的电压等级比如：6kV，20kV等。2)低压配网及其电压等级低压配电网就是我们日常所说的电能，居民生活用电和工业用电，它的电压等级为0.4kV，即三相交流380V和单相220V，三相交流380V也称为动力电，220V也称为市电。22.无功补偿的目的与意义2.1背景与现状随着时代的发展，使得越来越多的用电器设备出现在人们的日常工作生产生活之中，导致配电网的负荷越来越大。配电网的无功功率补偿是改善电压质量和降低损耗、节约能源的有效手段之一。应用无功补偿设备，能够有效的提高电网的功率因数、改善电网的电压质量、避免大量的无功功率的远距离的传输，从而达到降低网络损耗、减少网络发电费用的目的。由于大量的感性负荷在配电系统中的广泛存在，消耗大量的无功功率，导致系统的功率因数降低，造成电网线路电压损失的加大和有功损耗的显著增加，最终使得电网的供电质量恶化。解决上述问题的有效方法，就是进行无功功率补偿。对配电网进行的无功功率补偿，对于配电网的稳定以及电网的经济运行都具有及其重要的作用。目前，我国电网无功补偿主要集中在高、中压配电网，而低压配电网补偿较少，以致低压配电网的线损远大于高、中压配电网的线损。为取得最大的效益，低压配电网的最优无功功率补偿模式，就是使电网功率因数cos尽最大可能达到1。所安装的补偿装置作为无功电源，研究以及各种计算数据表明，最接近无功负荷点的低压配电线路，为无功功率补偿设备的最佳安装地点。因此，能够实现低压配电网的无功功率补偿，其经济效益将远大于高、中压配电网的无功补偿。2.2详述无功补偿的效益加装无功补偿设备,不仅可使功率因数提高，可以减小功率消耗，还可充分挖掘各种输电设备输送无功功率以及有功功率的潜力。配电网加装无功功率补偿以后,从电网管理和电力用户两方面的效益进行分析,主要集中在以下几点:1)改善电能质量合理的配置电网中的无功补偿设备，可以显著有效的改善电网的电压质量。假设负荷(P+JQ)的电压损失为ΔU，则其简化计算公式如下:ΔU=(PR+QX)/U①式中:U-线路额定电压,kVR-线路电阻,ΩP-输送的有功功率,kWX-线路电抗,ΩQ-输送的无功功率,kvar假设安装补偿设备容量Qc后,线路电压将降为ΔU1,则其计算如下:ΔU1=[PR+(Q-QcX)]/U②显然,ΔU1ΔU,由此表明安装补偿电容后电压损失明显减小了。由式①、②可得出接入无功补偿容量Qc后电压升高量可计算如下:3ΔU-ΔU1=QcX/U③由于越靠近线路末端,线路的电抗X越大,因此从③式可以看出,越靠近线路末端装设无功补偿装置效果越好。2)降低电能损耗安装无功功率补偿装置主要是为了降低损耗节约能源,。例如：假设线路输送的有功功率P为定值,加装无功补偿设备后功率因数将由cosφ提高为cosφ1,。分析：因为P=UIcosφ,负荷电流I与cosφ成反比,又有P=I²R,线路的有功功率损耗