电力系统无功优化配置目标的实现方案

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电气工程及其自动化供配电系统的节能优化

电气工程及其自动化供配电系统的节能优化摘要：在当今日益注重节能环保的背景下，电气工程及其自动化供配电系统的节能优化备受关注。

本文旨在探讨自动化供配电系统在节能控制设计与优化方面的重要性和方法。

首先将介绍自动化供配电系统的构成及其技术支撑，以及配电网自动化的要求。

接着，重点探讨节能控制设计的原则和方式，并提出节能优化措施，包括加强无功补偿、制定用电单耗定额以及普及节能系统。

通过本文的研究，旨在为实现电力系统的可持续发展和节能减排目标提供理论与实践支持。

关键词：电气工程；自动化供配电系统；节能优化引言电力资源不仅关系到社会生产及发展，还与人们的生活息息相关，人们在日常生产、生活及工作中都会应用到电力资源，对电力资源的依赖程度越来越高。

电气工程建设是开发和利用电力资源的关键，电气工程建设速度越快、范围越大，则电力资源开发量越大，反之则越少，因此加强电力工程建设是非常必要的。

一、自动化供配电系统构成1.1 技术支撑自动化供配电系统作为电力系统中的重要组成部分，其构成涵盖了多方面的技术支撑，以确保系统的稳定运行和高效能源管理。

先进的监控技术是自动化供配电系统的重要组成部分之一。

通过监控技术，系统能够实时获取各种电力设备的运行状态和电网参数，及时发现并解决潜在问题，从而保障电力系统的稳定运行。

智能化的设备及系统也是技术支撑的关键。

现代自动化供配电系统采用智能化设备，如智能变电站、智能配电柜等，这些设备能够实现自主诊断、远程控制和自适应调节，提高了系统的灵活性和响应能力。

通过数据通信技术，系统各个节点之间能够实现实时数据传输和信息共享，实现全面监控和远程控制。

1.2 配电网自动化要求随着电力系统的发展和智能化水平的提升，配电网自动化的要求也日益增加。

配电网自动化是指利用先进的信息技术和控制技术对配电系统进行监测、控制和管理，以提高其运行效率、可靠性和安全性。

在实现配电网自动化的过程中，存在着多方面的要求和挑战。

电力系统多时段无功电压控制的两阶段优化法

电力系统多时段无功电压控制的两阶段优化法
杨超;张步涵;陶芬;段献忠
【期刊名称】《高电压技术》
【年(卷),期】2007(33)9
【摘要】为减少无功电压控制设备的动作次数,提出了一种多时段无功电压控制的两阶段优化方法。

第1阶段建立以有功损耗最小为目标的各时段静态无功优化模型,应用改进的遗传算法求解可以获得调度周期内每一时段的多组优化解,以此构成控制设备寻优的状态空间;第2阶段应用动态规划法寻求整个调度周期内控制设备状态转移的最短路径,从而可兼顾系统有功损耗、电压质量与设备动作次数的综合优化效果。

此外,该方法易于实现并行处理。

算例表明,该方法优化效果好,具有在线应用前景。

【总页数】6页(P104-109)
【关键词】电力系统;无功优化;多时段;两阶段优化方法;遗传算法;动态规划法;动作次数
【作者】杨超;张步涵;陶芬;段献忠
【作者单位】华中科技大学电气与电子工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM711
【相关文献】
1.考虑时段优化的地区电网无功电压优化控制 [J], 摄伟;刘健;周艳
2.考虑时段优化的地区电网无功电压优化控制 [J], 姜敏;郭筱维;王新宇
3.考虑时段优化的地区电网无功电压控制策略分析 [J], 王庆霞
4.考虑时段优化的地区电网无功电压控制策略分析 [J], 王庆霞
5.考虑静态电压稳定性的含风电场电力系统两阶段无功优化配置 [J], 朱维骏;杜振东;翁华;郁丹;刘晓芳
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无功补偿方案

（2）静止无功发生器（SVG）：适用于动态无功补偿，具有响应速度快、补偿效果好的特点。
（3）无功补偿控制器：用于自动控制无功补偿装置的投切，实现无功功率的实时补偿。
3.无功补偿参数设置
根据电力系统的负荷特性和无功需求，合理设置以下参数：
（1）补偿容量：根据系统无功需求，确定无功补偿装置的容量。
（2）补偿方式：根据负荷特性，选择合适的补偿方式。
第2篇
无功补偿方案
一、概述
电力系统的稳定性与经济性是电网运行的核心目标。无功补偿作为提升系统稳定性、优化电能质量、降低网络损耗的关键技术手段，其方案制定需综合考虑技术、经济、法规等多方面因素。本方案旨在为某电力系统提供一套详细的无功补偿方案，确保其合法合规、高效可行。
二、目标
1.显著提高系统的功率因数，降低无功负荷对系统的影响。
4.法规遵循
-严格遵循国家电力行业法律法规、技术标准和安全规范。
-确保方案设计、设备选型、施工安装及运行维护的合法合规性。
四、实施计划
1.前期准备
-完成现场勘查，明确补偿需求。
-编制详细的设计方案，包括设备选型、参数配置、施工图纸等。
-提交相关部门审查，获取必要的批准和许可。
2.施工阶段
-按照设计方案，组织设备采购和施工队伍。
（3）有功和无功损耗降低，电网运行效率提高。
（4）合规性审查合格，方案实施过程中无违法违规行为。
五、结论
本方案针对某电力系统，制定了一套合法合规的无功补偿方案。通过采用合理的无功补偿方式、装置选型和参数设置，有望提高电力系统的稳定性、电能质量，降低系统损耗。在实施过程中，严格遵循国家政策和法规要求，确保方案的顺利实施。本方案的实施将对提高我国电力系统的运行水平具有积极意义。

组合优化算法在电力系统调度中的应用

组合优化算法在电力系统调度中的应用在当今社会，电力已经成为人们生活和生产中不可或缺的重要能源。

为了确保电力系统的安全、稳定和高效运行，电力系统调度起着至关重要的作用。

而组合优化算法作为一种有效的工具，在电力系统调度中得到了广泛的应用。

电力系统调度的主要任务是在满足各种约束条件的前提下，合理地分配电力资源，以实现特定的目标，如降低成本、提高供电可靠性、减少环境污染等。

然而，由于电力系统的复杂性和不确定性，调度问题往往是一个具有大规模变量和复杂约束的组合优化问题，传统的方法难以有效地解决。

组合优化算法是一类在有限的解空间中寻找最优解或近似最优解的算法。

常见的组合优化算法包括遗传算法、模拟退火算法、粒子群优化算法等。

这些算法具有不同的特点和适用范围，能够针对电力系统调度中的不同问题提供有效的解决方案。

遗传算法是一种基于自然选择和遗传机制的优化算法。

它通过模拟生物进化过程中的遗传、变异和选择操作，在解空间中进行搜索。

在电力系统调度中，遗传算法可以用于机组组合问题，即确定在不同时间段内哪些机组应该运行以及它们的输出功率。

通过对机组的组合和功率分配进行编码，并设计合适的适应度函数来评估解的优劣，遗传算法能够在众多可能的组合中找到最优或近似最优的方案，从而实现降低发电成本和提高系统效率的目标。

模拟退火算法则是基于物理中固体退火的原理。

它在搜索过程中以一定的概率接受较差的解，从而避免陷入局部最优。

在电力系统经济调度问题中，模拟退火算法可以有效地处理燃料成本函数的非线性和约束条件的复杂性。

通过逐步降低温度，算法能够逐渐收敛到全局最优解或接近全局最优解的状态，实现电力系统运行成本的最小化。

粒子群优化算法是通过模拟鸟群的觅食行为来寻找最优解。

在电力系统无功优化调度中，粒子群优化算法能够优化无功补偿设备的配置和变压器分接头的调整，从而提高系统的电压稳定性和降低网络损耗。

粒子群中的每个粒子代表一个可能的解，通过粒子之间的信息共享和协作，算法能够快速地在解空间中进行搜索。

动态无功补偿解决方案(3篇)

第1篇一、引言随着电力系统规模的不断扩大和电力负荷的日益增长，无功补偿在电力系统中的重要性日益凸显。

无功补偿不仅能提高电力系统的功率因数，降低线路损耗，还能改善电压质量，提高供电可靠性。

动态无功补偿技术作为一种先进的电力电子技术，在电力系统中发挥着越来越重要的作用。

本文将详细阐述动态无功补偿解决方案，包括其原理、类型、应用及发展趋势。

二、动态无功补偿原理动态无功补偿技术是通过电力电子器件实现无功功率的快速、精确调节，以达到改善电力系统功率因数、提高电压质量等目的。

其基本原理如下：1. 电压、电流检测：通过检测电力系统中的电压和电流，获取系统运行状态信息。

2. 功率因数计算：根据电压、电流及负载信息，计算系统功率因数。

3. 无功功率调节：根据功率因数要求，通过调节无功补偿装置，使系统功率因数达到预期值。

4. 调节过程控制：采用先进的控制算法，实现无功补偿装置的快速、精确调节。

5. 动态响应：在电力系统发生扰动时，动态无功补偿装置能够迅速响应，调整无功功率，保证系统稳定运行。

三、动态无功补偿类型根据工作原理和结构特点，动态无功补偿主要分为以下几种类型：1. 串联型动态无功补偿装置（SVG）：SVG通过调节电容器和电感器的接入，实现无功功率的快速调节。

其优点是响应速度快、精度高，适用于高压、大容量的场合。

2. 并联型动态无功补偿装置（SVC）：SVC通过调节电容器、电感器和晶闸管（或晶闸管阀组）的接入，实现无功功率的调节。

其优点是结构简单、成本低，适用于中低压、小容量的场合。

3. 混合型动态无功补偿装置：结合SVG和SVC的优点，实现无功功率的快速、精确调节。

适用于高压、大容量的场合。

四、动态无功补偿应用动态无功补偿在电力系统中的应用主要体现在以下几个方面：1. 提高功率因数：通过动态无功补偿，降低线路损耗，提高电力系统运行效率。

2. 改善电压质量：动态无功补偿能够调节电压，降低电压波动，提高电压质量。

电力电气设计的优化思路

电力电气设计的优化思路在现代社会中，电力电气系统的稳定运行对于各个领域的正常运转都起着至关重要的作用。

无论是工业生产、商业运营还是居民生活，都离不开可靠、高效的电力供应。

而电力电气设计作为保障电力系统良好运行的基础，其优化思路的探讨和实践具有重要的现实意义。

电力电气设计的首要任务是确保电力系统的安全性。

在设计过程中，需要充分考虑各种可能的故障情况，如短路、过载、漏电等，并采取相应的保护措施。

例如，合理选择电气设备的额定参数，使其能够承受正常运行和故障时的电流、电压等电气量；配置可靠的继电保护装置，确保在故障发生时能够迅速切断故障电路，保护设备和人员的安全。

同时，提高电力系统的可靠性也是电力电气设计的重要目标。

通过采用冗余设计、备用电源等方式，可以有效减少因设备故障或停电给用户带来的影响。

例如，在重要的电力负荷场所，可以设置双电源供电，当主电源出现故障时，备用电源能够自动投入运行，保障电力供应的连续性。

在满足安全性和可靠性的基础上，优化电力电气设计还需要考虑经济性。

这包括合理选择电气设备的型号和规格，避免过度配置造成资源浪费；优化线路布局，减少线路损耗，降低运行成本。

以变压器的选择为例，需要根据实际负荷情况，选择合适容量和型号的变压器，以提高变压器的运行效率，降低空载损耗和负载损耗。

节能也是电力电气设计中不可忽视的一个方面。

随着能源短缺问题的日益突出，节能型电气设备的应用越来越广泛。

在设计中，应优先选用高效节能的设备，如节能型变压器、高效电机等。

此外，通过合理的无功补偿，提高功率因数，也可以减少无功功率在电网中的传输，降低线路损耗，实现节能的目的。

智能化也是当前电力电气设计的一个重要发展方向。

随着信息技术的不断进步，智能电网、智能变电站等概念逐渐成为现实。

在设计中，引入智能化的监测、控制和管理系统，可以实现对电力系统的实时监控和优化运行。

例如，通过智能传感器采集电力设备的运行数据，利用大数据分析技术对这些数据进行处理和分析，提前发现潜在的故障隐患，实现预防性维护，提高电力系统的运行效率和可靠性。

电能质量改善方案的仿真与优化

电能质量改善方案的仿真与优化电能质量是指电力系统中电压、电流等电力参数的稳定性和纯度。

它直接影响着电力设备的正常运行和用户的用电质量。

随着电力系统的不断发展和电气设备的不断更新，对电能质量的要求也越来越高。

本文将探讨电能质量改善方案的仿真与优化方法。

## 1. 电能质量问题分析电能质量问题主要有电压波动、电压暂降、电压暂增、电压闪变、电压谐波等。

这些问题可能导致设备的故障、损坏甚至生产事故。

因此，电能质量改善是非常必要的。

## 2. 电能质量仿真方法电能质量的仿真是通过建立电力系统模型，模拟电能质量问题，进行分析和评估，从而找到解决问题的方法。

目前常用的电能质量仿真方法有电磁暂态仿真和电力系统稳态仿真。

### 2.1 电磁暂态仿真电磁暂态仿真是基于电力系统的物理过程进行建模和仿真。

它可以模拟电能质量问题的发生和传播，对电能质量的影响进行定量分析。

### 2.2 电力系统稳态仿真电力系统稳态仿真主要是针对电能质量问题中的电压波动、电压谐波等问题进行模拟。

通过建立电力系统模型，分析系统中的电压和电流波形特性，找到改善电能质量的方法。

## 3. 电能质量改善方案优化方法在进行电能质量改善方案优化时，需要考虑多个因素，包括经济性、可行性和技术可行性。

以下是几种常用的优化方法：### 3.1 补偿器优化电力系统中常用的电能质量改善设备包括无功补偿器、滤波器和电压调节器等。

通过对这些设备的参数进行优化，可以提高电能质量。

### 3.2 控制策略优化电能质量改善设备的控制策略对于改善电能质量起着重要作用。

通过对控制策略进行优化，可以提高设备性能和电能质量。

### 3.3 多目标优化在进行电能质量改善方案优化时，往往需要考虑多个目标。

例如，改善电能质量的同时降低成本。

通过多目标优化方法，可以找到多个改善电能质量的方案，并进行综合评价。

## 4. 仿真与优化实例为了验证电能质量改善方案的仿真与优化方法的有效性，我们进行了一些实例仿真与优化。

京唐钢铁供电系统无功优化运行方案的研究

Ｐ＋ｊＱ
２无功对电力系统的影响
无功功率对系统电压水平起决定性作用。在电
力系统运行中，其电压降落示意图如图１所示。
其中电压降落的纵分量 △
２
（１）（２）
图１电力系统运行中的电压降落示意图
电压降落的横分量８ｕ＝ＰＸ－ＱＲ一
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】ＩｎｔｈｅｌｉｇｈｔｏｆｔｈｅｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｓｔａｔｅｏｆＪｉｎｇｔａｎｇＩｒｏｎ＆ＳｔｅｅＵｎｉｔｅｄＣｏ．，
２
造成途经的各个节点电压下降，并产生较大的有功损耗。为此，电力系统要求必须有足够的无功电源容
从以上两个公式可以看出：电压幅值偏差主要由电压降落的纵分量 △ 决定，又由于线路电抗往
量（包括应有的无功电源备用容量），否则应增加必要的无功补偿设备，以保证电力系统的无功功率平衡。
【文章编号】１００６ — ６７６４（２０１３）０１ — ００１０ — ０３
ＳｔｕｄｙｏｆＲｅａｃｔｉｖｅＰｏｗｅｒＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＲｕｎｎｉｎｇＳｃｈｅｍｅｆｏｒＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＳｙｓｔｅｍ
Ｌｔｄ，ｉｎｔｅｒｍｓｏｆｈｅｔｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆ“ ｌｅｖｅｌｃｏｎｔｒｏｌ，ｒｅｇｉｏｎｂａｌａｎｃｅ ” ，ｔｈｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｉｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｉｎａｌｌｔｈｅｖｏｌｔａｇｅｌｅｖｅｌｓｔｏｒｅｌｉａｚｅｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｂｌａａｎｃｅｉｎｔｈｅｖｏｌｔａｇｅｌｅｖｅｌｓａｎｄｒｅｇｉｏｎｓｏｆｔｈｅｐｏｗｅｒｇｒｉｄ．Ｂｙｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒ，ｉｔｃａｎｅｆｅｃｔｉｖｅｌｙｍａｉｎｔａｉｎｈｅｔｖｏｌｔａｇｅｌｅｖｅｌａｔｌｌａｌｅｖｅｌｓｏｆｔｈｅｐｏｗｅｒｇｉｄｒ，ｉｎｈｉｂｉｔｐｏｗｅｒｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｖｅｒｖｏｌｔａｇｅ，

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系统功率因数假定为 0.8。
若采用低压母线集中补偿，则所需的补偿电容器容量计算如下：
P=Scos覬=1000×0.8=800
22 2
从 S =P +Q 可得到，Q=600kvar，要达到完全补偿，则需要配置的
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
补偿电容器容量即为 600kvar。
若采用低压母线集中补偿和设备侧就地补偿相结合的方式，可以
科技信息
○电力与能源○
ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
2012 年第 35 期
电力系统无功优化配置目标的实现方案分析
韩璐（银川市兴庆区供电局宁夏银川 750001）
【摘要】近年来，由于电网容量的增加，对电网无功要求也与日增加，无功电源如同有功电源一样，是保证电力系统电能质量、降低网络损耗以及安全运行所不可缺少的部分。电力系统中，无功功率不平衡，将会使得系统电压下降，严重时还会导致设备损坏、系统解列。此外，网络的功率因数和电压降低，使电气设备得不到充分利用，促使网络传输能力下降，损耗增加。因此，解决好网络补偿问题，对网络降低损耗节约能源有着极为重要的意义。
同时，无功补偿的效果还与补偿设备的控制物理量的选择相关。常用的补偿装置控制物理量有：电压、功率因数、无功电流、无功功率及综合控制量。
2 系统无功优化配置目标的实现方案
电力系统无功功率优化和无功功率补偿构成了电力系统安全经济运行的一个重要组成部分，通过对电力系统无功电源的合理配置和对无功负荷的最佳补偿，不仅可以维持电压水平和提高电力系统运行的稳定性，而且可以降低有功网损和无功网损，提高供电效率。因此，在电网建设和改造时，应重视对无功潮流分布的研究和无功电源及补偿设备合理配置的统一规划。当电网需要增设无功补偿时应按照“分级分区补偿，就地平衡”的总原则，进行合理的配置，以便取得最大的综合补偿效益。既要求要满足整体（全区）的无功功率平衡，又要满足局部（分区）的无功平衡。要求在不同的电压等级上根据实际情况采取集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主的方式，以实现就地就近补偿。
无功补偿的效果还与补偿设备的类型有关。常用的并联电容器补偿装置由于电容的切投是分级进行的，故产生的补偿电流也是阶跃式的，无法使电网无功功率得到恰当的补偿；而新型的 TSC+TCR 型补偿设备等能够实现无功功率的连续补偿，且响应速度快，故补偿效果好，但因控制复杂且价格昂贵，使用范围受到了很大的限制。三相补偿适用于以三相负荷为主的工业用户及其他一般用户；分相补偿主要适用于三相无功严重不平衡的场合，一般与三相补偿相结合使用，称为混合补偿。混合补偿的优点是以三相补偿来平衡无功基本负荷，再通过分相补偿来细调以补偿每一相的无功缺额，使三相无功平衡，从而达到最优补偿的目的，使功率因数基本接近于 1。
为了保证整个电网的无功分布平衡及电网的电能质量，除了采用
变电站高压集中补偿和配电线路分布补偿等措施外，电力部门一般还
要求变压器容量在 100kVA 及以上的配电用户均需采用低压母线集
中补偿设备，补偿容量为变压器容量的 15%-40%左右。这种方式基本
保证了电源点的无功平衡和电压质量，但不能有效解决用户低压线路
的位置合理的配置就地补偿设备，对改善电压质量、降低电能损耗的
效果是最明显的。
以一台变压器容量为 1000kVA 的用户为例，假设该变压器共向
10 条线路负载供电，每条线路的负载完全相同。线路采用（3×95+2×
50）mm 的电缆（导线电阻为 0.193Ω/km），每条线路平均长度为 200m，
【关键词】电力系统；无功补偿；优化配置；无功功率；电能质量；响应速度；综合效益
0 引言
电力系统中的电压与无功功率的状况密切相关，电力系统中无功功率的变化会使各节点电压发生变化，并引起电力线路和变压器的损耗发生变化。网络节点的无功潮流分布对电力系统的安全运行和电压质量及网络损耗等的影响问题显得越来越突出。
传输过程中的电压损失和电能损耗问题。同时，对于容量在 100kVA
以下的配电用户，将直接从电网系统中吸收大量的无功负荷，从而造
成线路传输过程中大量的电能损耗，甚至可能造成部分区域的系统无
功潮流分布严重不平衡，进而影响系统的稳定运行。而通过前面的不
同安装地点无功补偿效果的分析比较已经知道，在用户内部设备所在
1 各种无功补偿方案的选择及分析比较
1．1 不同安装地点无功补偿效果的分析比较 1．1．1 变电站高压集中补偿：其主要目的是改善输电网的功率因素、提高终端变电所的电压和补偿主变压器的无功损耗，但这种方案对配电网的降损作用很小。 1．1．2 线路分布补偿：是在配电线路上安装并联电容器，实现无功就地补偿，具有投资省、见效快、降损显著的优点，而且安装简单，维护工作量小，事故率低，特别适用于线路较长、负荷供电点多的配电线路上，在世界发达国家中得到广泛的应用。缺点是因其负荷经常波动，故主要是考虑补偿无功基荷部分；又因该补偿方式是长期固定补偿，其适应能力较差。 1．1．3 变压器低压母线补偿：它是在配电变压器 38 例（400V）侧进行集中补偿，其主要目的是提高专用变压器用户的功率因数，实现无功就地平衡。这种方案对用户的降损作用同样很小。 1．1．4 低压终端分散补偿：它是在用户设备所在的位置就地补偿，这种方式较前三种方式能大大的减少线损、改善电压质量、提高系统供电能力。缺点是投资大，分散以后每个设备都单独补偿，加大了补偿设备的总容量，设备利用率不高。适合于设备比较集中，单台无功较大且年运行小时数高的用电设备。 1．2 无功补偿设备类型及控制量的合理选择
减少或避免无功功率从电源侧向负荷侧传输过程中在低压电缆线路
中产生的电能损耗。考虑到低压母线上的一些基本无功负荷，在母线
上保留 100kvar 左右的电容器组，另外，500kvar 的电容器改在设备侧