1.补偿点及补偿容量的确定 为求出在满足运行约束条件下的最优无功补偿容量及位置,本文以年支出费用最小为目标函数,以潮流方程约束为等式约束,以负荷电压、补偿容量等运行限量为不等式约束。年支出费用包括补偿设备的年运行维护费、投资的回收、补偿电容的有功损耗和补偿后10kV网线损而支付的能损费用。 (1)因有功电流的流动产生, (2)由无功电流的流动产生。 通过在线路上安装补偿电容器,能够减小无功电流,从而减小无功电流的流动引起的有功损耗。对网络中除电源节点外的所有节点实施此算法,按照每个节点补偿最佳容量后降低的有功线损,由大到小排列,即可得候选的补偿节点。此系统利用遗传算法对得到候选的补偿节点来求解补偿节点及补偿容量 ,补偿点只能选在节点处。 而这些节点有可能不是最佳补偿点,为此系统提出基于非节点的补偿算法,即利用遗传算法并行寻优的特点,在每个补偿节点的上接和下接支路中,按电线杆的位置,增加相应节点(称为非节点),以节点与非节点的电气距离作为控制变量集,再利用遗传算法求出最佳补偿位置及补偿容量。通过算例分析显示在不增加无功补偿设备费用的前提下,这种“非节点”补偿方式能进一步提高电压水平及降低线损。 2.补偿位置确定 不同电容器组最佳装设位置的计算公式如下:Li=(2i/2n+1)L式中,L为线路长度,n为电容器组数,Li为第i组电容器的安装位置,i=1……n通过测算,根据实践中经验,一条线路安装一台无功补偿柜一般安装在线路负荷三分之二处。通过合理配置无功补偿容量,选择电容器最佳装设地点,能改善电压质量,还能降低线路损耗。一般地说,配电线路上 电力 电容器安装组数越多,降损效果越明显,但相应地增加了运行维护的工作量,同时也增加了补偿设备的投资成本上升。因此,一般在负荷分布相对均匀的线路上,安装1组电容器比较好,最多不超过2组。由于杆上安装的并联电容器远离变电所,容易出现保护不易配置、控制成本高、维护工作量大、受安装环境和空间等客观条件限制等工程问题。因此,杆上无功优化补偿必须结合以下实际工程要求来进行: (2)控制方式从简。杆上补偿不设分组投切; (3)补偿容量不宜过大。补偿容量太大将会导致配电线路在轻载时的过电压和过补偿现象;另外杆上空间有限,太多的电容器同杆架设,既不安全,也不利于电容器散热,线路分散补偿电容器组容量应控制在150kV及以下; (4)接线宜简单。最好是每相只采用一台电容器装置,以降低整套补偿设备的故障率; (5)保护方式也要简化。主要采用跌落熔断器和氧化锌避雷器分别作为过流和过电压保护,其熔断器的额定电流按电容器组额定电流的1.43~1.55倍选取;150kVar以上时应采用柱上断路器或负荷开关自动控制。 3.无功补偿技术要求 ①泄漏比距:≥24mm/kV。 ②额定电压:10.5kV,最高工作电压:12kV。 ③接线型式:单星型,中性点不接地。 ④所有连接:铜排或铜绞线(铜编织线),引出端子铜材。 ⑤电容器组带自放电电阻:电容器组的剩余电压在5分钟之内由工作电压降至50V以下,10分钟之内放电完毕。 ⑥箱体:不锈钢。 ⑦铁构件:镀锌。 ⑧投切开关:高压真空接触器。 ⑨线路用电流互感器:LZKW-10型开启式。 ⑩电容器保护:过流、过流速断、过电压、欠电压、零序、电容器放电时间禁合。测量精度:电压电流±0.5%。控制功能:功率因数控制电容器投切。 统计功能:日最高最低电压、电流、功率因数,电容器投切前后运行数据,运行电容器运行时间。远程通信和抄表:RS485接口,实现当前运行数据下载、整定值下载修改上传、遥控投切、统计记录下载。本期采用近距离射频无线通讯方式。 数据管理软件:具有较完善的设备管理和通讯、分析、打印功能。包括:运行数据下载:线路电压、线路电流、线路无功、线路功率因数、三相电容器电流、电容器累计动作次数、电容器投入时间、系统时间;整定值或运行参数下载上传;遥控投切;电容器投切前后运行数据下载;日最高最低电压、电流、功率因数数值及出现时间下载。 4.10kV线路无功补偿实例 我们现以1条10kV农排线路为例,分别从线路现状、线路分析、设备选型,节能分析等方面来说明一下补偿效果:该条10kV线路平均负荷为1270千瓦,最高负荷2600千瓦,最低负荷300千瓦,该线路的自然功率因数cosφ1为0.75,线路上装设的固定电容器补偿容量为180千乏。 5.节能效益分析 我们知道线损和电流的平方成正比。输电线上的电流越大,线路损失就越大,如果我们在不改变电网输送能力的前提下,提高电网的功率因数,就能够有效的减小输电线上的无功电流,也就能有效减小线损。如果安装点功率因数从cosφ1提升到cosφ2 ,安装点补偿后的电压U2将稍大于补偿前电压U1,为分析问题方便,可认为U2≈U1=U,则当线路上的电流减少为I`。 6. 管理与维护 无功补偿装置安装后,需要使用笔记本电脑进行现场在线动态管理,调出历史资料,查看装置是否按照设置方式和参数进行自动投切。还要从变电站观察补偿装置投、切时线路上功率因数和电流是否发生了变化,达到预期的效果。如不理想,应该分析原因,调整设置参数,甚至调整定补和自补容量。是为了做好无功管理工作的保障,必须编写详细,责任明确,达到闭环管理。要从补偿装置计划提出开始,到对设备的技术要求、选型定货、验收试验、安装施工、运行管理、维护检修、拆迁移位等每个环节都要落实到相关部门,责任到人。 |
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