电力系统分析第六章

且小于γeq的节点设置无功功率补偿设备
等网损微增率是无功电源最优分布的准则，而 最优网损微增率或无功功率经济当量则是衡量 无由功上负式荷可最列优出补最偿优的网准损则微。增率准则
✓ 优点：组合灵活，可分散、集中，可分相补偿；投 资少、有功损耗少(额定容量的0.3~0.5%)
✓ 缺点：电压下降时急剧下降, 不利于电压稳定
同步调相机
✓ 同步调相机是特殊状态下的同步电机可视为不发pG 的同步电机或不带PD的同步电机
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✓ 过激运行时发出QG（无功电源) ✓ 欠激运行时吸收QG（无功负荷）
➢ １.发电机
✓ 发电机是目前唯一的有功电源，又是基本的无功
电源,发QG的能力与同时发出PG有关,由发电机的
PQ极限曲线决定
PQ极限曲线
✓ 系统中有备用有功电源时,可将负荷中心的发电机 降低功率因数运行，少发有功、多发无功, 有利于 无功的局部平衡，提高系统电压水平。
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➢ ２.电容器和调相机 电容器 QC U 2 / XC U 2C
1
R
jX S2` 2 消耗QL（感性）
iB 2
iB 2
提供QC（充电 功率）
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Q
P22
Q
2
2
U22
X
B 2
U12
U
2 2
0 0
RT jXT
变压器GT
-jBT
消耗QL 消耗QC
QT
I0% 100
SN
US % 100
S
N
S SN
2
消耗QL
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二.无功功率电源
1.等网损微增率准则
✓ 优的化损无耗功功率电Pi源Qn G分1, Q布G2的,in,目QG的n :降低P 网Q络Gi中有功功率
数学模型: ✓ 目标函数:
QGi QLi Q 0
i 1
i1
QGimin QGi QGimax
Uimin Ui Ui max
✓ 约束条件:
✓ 结论: 运用拉格朗日乘数法得出最优分布的条20件20/1:0/4
件时，应取这点的无功即为它的极限，然后由其
他点继续做计算求出无功功率
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三.无功功率负荷的最优分配
➢ １.最优网损微增率准则 在系统中某节点i设置为无功功率补偿的先决条件
是由于设置C补e (偿Qc设i ) 备 C而c节(Q约ci )的费0用大于为设置补
偿设备而耗费的费用．以数学表示式表示则为：
在静止补偿器因端电压取决于系统电压而带来 的缺陷．
➢ ４.并联电抗器（消耗无功）
对高压远距离输电线路而言，它有提高输送能 力，降低过电压等作用．
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三.无功功率的平衡
运行中： QG QD QL
电源
负荷
损耗
规划设计： QN QG QR
设备
备用
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➢１.电压水平的确定
✓ 优点：调节平滑、系统故障时也能调、可作无功负荷。 ✓ 缺点： 损耗大(额定容量的1.5~5%)，投资大、维护量大。
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➢ ３.静止补偿器和静止调相机 静止无功补偿器
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✓从无功补偿角度来看：
Q QD QL QC
✓运行在水平区段：
△QC 0
△Q △QD △QL △QC
一.减少系统对无功的需求
➢ 1.为什么要减少无功的需求 因为面对十分低劣的负荷自然功率因数谈无功功
率的最优分布,显然是舍本逐末的. 2.减少无功需求的措施 不使电动机的容量过多地超过被拖动机械所需的功
率 在某些设备上以同步电动机代替异步电动机 异步机同步化
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二.无功功率电源的最优分布
P
1
Q
1
QG1
1 Q QG1
QG2 1 Q QG2
P
1
QGn 1 Q QGn
in
in
QGi QLi Q 0
i 1
i1
Leabharlann Baidu
➢2.无功功率电源的最优分布:
确立了最优分布的等网损微增率准则然后由条件
列出方程组，解出各解，就可得到电源的最优分
布
➢3.注意:
当某点求出的无功容量超过了不等式的约束条
从而，确C定节C点e i(的Qc最i )优 C补c偿(Q设ci备) 的条件是：
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CCce
(Qci (Qci
) )
(P0 P ( )KcQci
)
max
β为单位电能损耗价格 α，γ分别为折旧率和投资回收率 ΔPΣ0,ΔPΣ分别为设置补偿设备前后全网最大负荷下 的有功功率损耗
Kc为电容补偿设备投资 由于
负荷的无功——电压静态特性 系统的无功——电压静态特性
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电压水平的确定
Ф
δ
Ф
U
P UI cos U IX cos UE sin
X
X
Q UI sin U IX sin U E cos U U (E cos U)
X
X
X
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➢ ２.无功补偿：设置除发电机以外的无功电源以满足
第六章 电力系统无功功率和电压调整
主要内容:
➢ 电力系统中无功功率的平衡 ➢ 电力系统中无功功率的最优分配 ➢ 电力系统的电压调整
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一.无功功率负荷和无功功率损耗
第➢ １一.节无功电负力荷系：统中无功功率的平衡
以滞后功率因数运行的设备的无功部分
➢ ２. 无功损耗：QD SD sinD 线路
△QL △QD
✓ 优点: 调节能力强，反应速度快，特性平滑, 可分 相补偿, 维护简单, 损耗小。
✓ 缺点: 最大补偿量正比于电压平方, 电压低时补偿 量小；谐波对电力系统产生污染。
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静止调相机
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✓ 当Ua＞UA／K时，调相机向系统输出感性无功 功率
✓ 当Ua＜UA/K时，将由系统输入感性无功功率 ✓ 由于此处换流器交流侧电压Ua完全可控，不存
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可得： 令上式对Qci的偏导数为零，可得
式中等号左侧是节点i的网损微增率，等号右侧响应地就称 最优网损微增率，且为负值，表示每增加单位容量无功补偿 设备所能减少的有功损耗。
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P Qci
( )Kc max
eq
γeq表示最优网损微增效。
此准则表明，只应在网损微增率具有负值，
系统电压要求
原因：
✓ 实际的负荷功率因数低（０.７左右），而发电机的高 （０.８～０.９）
✓ 网损中无功损耗＞有功损耗 ✓ 无功功率不能远距离输送
所以：就地进行补偿，另装无功电源 无功平衡要求：
全系统平衡(运行、规划设计) 局部地区基本平衡、避免无功远距离输送。
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第二节 无功功率的最优分布