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1、论文合理优化电网无功补偿提高电能质量申请人：朱贤学科（专业）：电力系统及其自动化指导教师：徐正红 2015年9月网络教育学院毕 业 设 计 (论 文) 任 务 书专业班级电力系统及其自动化层次专升本姓名朱贤学号313091753142627 一、毕业设计（论文）题目合理优化电网无功补偿提高电能质量二、毕业设计（论文）工作自2015年6月26日起至2015年9月28日止三、毕业设计（论文）基本要求： 指导教师： 网络教育学院毕业设计(论文)考核评议书指导教师评语：建议成绩： 指导教师签名： 年 月 日答辩小组意见：负责人签名 年 月 日答辩小组成员 毕业设计（论文）答辩委员会意见： 负责人签名：
2、 年 月 日论文题目：合理优化电网无功补偿提高电能质量学科（专业）：电力系统及其自动化申请人：朱贤指导教师：徐正红 摘要随着我国经济的不断发展 ，人们的生活水平日益提高，对生活质量的要求越来越高，对于电力的需求无论从质量还是数量上都在增长，尤其是对电能质量提出了更高的要求。用户对电能质量主要从电压质量、供电可靠性、谐波等指标进行考察 。电能质量不但关系到电网的安全，同时关系到电网的经济性，对于用户安全用电以及用电设备的寿命有着非常重要的作用 。过去我们进行的无功补偿工作受资金、人员、技术等制约，只是小规模的进行，不能全面考虑，系统地规划。为了提高输电设备的效率，降低无功功率的损失，需要对配电系
3、统进行无功补偿 ，以保证电网安全经济稳定运行 。在电力系统中，用电设备多呈感性，且功率因数较低，从而导致电网中产生大量的无功功率，降低了我区农村供电所电网质量。根据我甘州区农网的特点就偏远地区供电所的无功补偿存在的问题，从无功补偿方式的选择，补偿容量的确定，来优化无功补偿方案，提高供电质量，降低线路损耗。本文深入浅出地介绍了实际生产当中无功功率的产生及其危害，无功补偿的概念、原理以及无功补偿的意义、原则、方式等，并提出了农村电网的补偿方案及补偿容量的确定方法，为农村电网无功配置提供了一定的参考依据。关 键 词：农村电网；无功补偿；原则；供电所；无功补偿；论文类型：研究报告目 录1 绪论41.1
4、 研究背景、概况及意义41.1.1 背景及概况41.1.2 选题意义51.2 研究主要内容51.3 研究步骤、方法及措施52 电网无功补偿62.1 电网无功补偿的原理和特征62.2 电网无功补偿的原则62.3 电网无功补偿的发展概述72.4 无功补偿的意义82.5 电网无功补偿方式的选择82.6 电网无功补偿的方法及装置93 电网电能质量改善及实例113.1 电网无功补偿提高电能质量的途径113.2 无功补偿提高电网电能质量的意义113.3 甘州区各乡镇较偏远供电所农网的特点113.4 供电所无功补偿存在的问题123.5 偏远供电所无功损耗分布124 效果对比与几点说明134.1 效果对比13
5、4.2 几点说明13致 谢14参考文献15 1 绪论1.1 研究背景、概况及意义1.1.1 背景及概况我国电力工业向来重视有功负荷、有功电量，轻视无功负荷和无功电量。一方面是由于长期缺电，满足有功需要都来不及，顾不上无功问题；二是由于认识上的偏差，认为有功电量才是用能源换来的，而无功不是能源；三是认为无功数量不大，或者说只有工业企业有无功，而居民生活用电没有无功问题。现在，随着经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，各种电器设备走入了百姓的家庭，再者，地方政府大力进行招商引资，优惠的投资政策吸引了大量的企业投资建厂，加上地方乡镇工副业和民营企业的迅速崛起，造成广大农村电网无功缺口日益加大，虽然
6、，这个问题已经开始受到重视。随着国民经济的发展，节能降耗，减少生产成本是企业追逐的目标。但电力系统中存在着大量的无功负荷，这些无功负荷来自电力线路、电力变压器以及用户的用电设备。系统运行中大量的无功功率将降低系统的功率因数，增大线路电压损失和电能损失，严重影响着电力企业的经济效益。解决这些问题的一个有效途径就是进行无功补偿，提高功率因数。功率因数的提高，不仅能提高供电设备的供电能力，而且可以降低电力系统中的电压损失，减少电压波动,改善电能质量，降低电能损耗，从而节省电力，提高企业的经济效益。所以无功功率补偿在电力配电系统中处在一个不可或缺的重要位置。无功补偿实质上是一个多目标、多约束的问题,可
7、分为数学建模和算法优化两部分。1.1.2 选题意义1） 理论意义：电力系统中存在着大量的无功负荷，这些无功负荷来自电力线路、电力变压器以及用户的用电设备。系统运行中大量的无功功率将降低系统的功率因数，增大线路电压损失和电能损失，严重影响着电力企业的经济效益。解决这些问题的一个有效途径就是进行无功补偿，提高功率因数。2） 现实意义：根据农网负荷的多样性与复杂性，开发无功优化软件，通过调节各种控制设置，以满足多指标达到最优。文章基于对无功优化软件的应用，提出线路的最佳补偿方案和典型补偿模式。1.2 研究主要内容1） 通过文献阅读与资料查找，明确 “电网无功补偿”概念，知道电网无功补偿的相关理论，及
8、前人关于“电网稳定性”做了哪些研究； 2） 结合张掖市本地区现有电网的无功补偿资料 ，分析提出电网无功补偿的优化及提高电能质量。1.3 研究步骤、方法及措施第一步：电能质量问题分析第二步：发展电能质量控制器第三步：与电力公司合作，开展应用推广研究。很长一段时间，只是关心有没有电的问题，即供电的可靠性；20世纪后半世纪, 国内电力企业和有关学术组织不得不对电能质量标准作出较大的修订补充。传统的电能质量只包含频率、电压和可靠性(即不断电)三个方面。随后,部分事故和用户投诉使人们认识到电网中的谐波和三相不平衡现象的严重危害性。此后,电压波动和闪变也已引起足够重视,在电能质量标准内也已列入此项内容。2
9、000年以前，我国对电能质量已先后颁布了几个国家标准, 对电压允许偏差、电压允许波动和闪变、电网谐波、三相电压允许不平衡度、电力系统频率允许偏差等作出了明确的规定。目前和将来，推广电能质量体系的实际应用，进一步研究电能质量的分析方法和控制措施。2 电网无功补偿2.1 电网无功补偿的原理和特征电网输出的功率包括两部分：一是有功功率；二是无功功率。直接消耗电能，把电能转变为机械能，热能，化学能或声能，利用这些能作功，这部分功率称为有功功率；不消耗电能，只是把电能转换为另一种形式的能，这种能作为电气设备能够作功的必备条件，并且，这种能是在电网中与电能进行周期性转换，这部分功率称为无功功率，如电磁元件
10、建立磁场占用的电能，电容器建立电场所占的电能。电流在电感元件中作功时，电流滞后于电压90。而电流在电容元件中作功时，电流超前电压90。在同一电路中，电感电流与电容电流方向相反，互差180。如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件，使两者的电流相互抵消，使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小。把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并接在同一电路，当容性负荷释放能量时，感性负荷吸收能量，而感性负荷释放能量时，容性负荷吸收能量，能量在两种负荷之间交换。这样，感性负荷所吸收的无功功率可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿，这就是无功补偿的原理。2.2 电网无功补偿的原则电力系统中，由于电网和输配设备需要消
11、耗无功功率，为提高配 电系统及设备 的效率，减少无功功率的传输的损耗，无功补偿设备配置按照“ 分级补偿，就地平衡” 的原则进行合理科学的布局 。 根据我国 电力系统安全稳定导则以及 电能质量供电电压允许偏差等的规定，无功补偿的具体原则包括以下几个方面:1） 以分散补偿为主的集中补偿和分散补偿相结合。在变电所集中安装设置容量较大的补偿电容器是集中补偿。而在包括配 电线路、用户的用电设备等配电网络分散的负荷区进行无功补偿是分散补偿。2） 保证各个节点的电压合格 ，无功裕量充足。电网无功补偿 的基本要求是保证电压的质量合格。而充足的无功裕量对 系统的负荷变化以及突发事件的应急有重要作用。3） 保证区
12、域的经济性、协调性 ，保证全局的电网处于最优状态。电网的 目标是电网损耗降低，经济效率提高，系统能在最经济状态下运行。4） 要从全局 的电压稳定需求出发 。无功补偿应该满足各节点的电压的稳定性，若只是局部补偿，那么可能使得全系统的电压稳定受到影响，因此 ，系统的无功补偿优先于局部节 点的无功补偿 。5） 要有紧急控制和常规控制 的功能。在正常情况下，要求系统通过调节各 电压控制器的整定值使得受控 区域的无功电力在最优状态 ；当出现紧急情况时，需要系统能够有效进行控制，尽快使节点电压能够在正常范围内。6） 避免频繁的操作调节设备 。调节设备尤其是电容器组、有载调节变压器等，其使用寿命和电压波动是有限制的，因此设备的调节次数是有限制的。如果采用全局 电网优化控制，要尽量避免各个变电站局部调控，变 电站和控制设备的操作应该相互配合，保证在满足设备操作的效果情况下，尽可能少的减小全局电网的设备操作。7） 要满足不同的调压方式。补偿系统可以分时段对母线设置不 同的电压限值进行约束 ，保证不同用户对调压方式的需要。我国电网无功补偿的原则是：电网无
