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1、电力系统规划与可靠性(第6专题: 电力系统无功规划)电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件电力系统无功规划概述概述电网电压标准电网电压标准无功补偿规划的原则无功补偿规划的原则无功补偿线性规划模型无功补偿线性规划模型无功补偿容量的配置无功补偿容量的配置配电网无功补偿容量的确定配电网无功补偿容量的确定2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所632电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件概述无功补偿的重要性：电力系统的无功补偿与无功平衡是保证电压质量的基本条件。无功补偿作用：无功规划分类：按规
2、划时间长短电网无功规划也可分为长期规划（10年以上）、中期规划（510年）和短期规划（15年）三种。2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所633低压及配电网络（1）调整电压（2）提高功率因数，降低网络损耗高压输电系统（1）提高系统的稳定性（2）调整受端电压（3）抑制线路电压升高（4）降低有功损耗（5）补偿换流装置需要的无功功率电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件电网电压标准发电厂和变电站母线电压允许偏差值500（330）kV母线：正常运行方式时，最高运行电压不得超过系统额定电压的+10最低运行电压不应影响电
3、力系统同步稳定、电压稳定、厂用电的正常使用及下一级电压调节。发电厂和500kV变电站的220kV母线：正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的0+10%，事故运行方式时为系统额定电压的-5+10。发电厂和220kV变电站的11035kV母线：正常运行方式时，电压允许偏筹为相应系统额定电压的-3+7，事故后为系统额定电压的10。带地区供电负荷的变电站和发电厂(直属)的10（6）kV母线：正常运行方式下的电压允许偏差为系统额定电压的0+7%。2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所634电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划0904
4、06(修改课件电网电压标准用户受端供电电压允许偏差值35kV及以上用户供电电压正、负偏差绝对值之和不超过额定电压的10。10kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的7。220V单相供电电压允许偏差为额定电压的-10%+7%。2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所635电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件电网电压标准各级电压容许损失值的范围2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所636额定电压电压损失分配值（%）变压器线路220kV1.5312110
5、kV253535kV24.51.54.510kV及以下2448110kV线路配电变压器低压线路241.532.55电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件无功补偿规划的原则国家相关标准按电压补偿原则按经济补偿原则无功补偿优化2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所637电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件国家相关标准无功补偿应按国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定（国家电网生2004203号）执行，主要内容为：【无功就地平衡】集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主；高压补偿
6、与低压补偿相结合，以低压补偿为主的原则，实行分级补偿，实现无功动态就地平衡，满足降损和调压的需要。 【分（电压）层和分（供电）区的无功平衡】电力系统配置的无功补偿装置应能保证在系统有功负荷高峰和低谷运行方式下分（电压）层和分（供电）区的无功平衡。分（电压)层无功平衡的重点是：220kV及以上电压等级层面的无功平衡；分（供电）区就地平衡的重点是110kV 及以下配电系统的无功平衡。【避免无功交换】各级电网应避免通过输电线路远距离输送无功电力。500(330)kV电压等级系统与下一级系统之间不应有大量的无功电力交换。500(330)kV电压等级超高压输电线路的充电功率应按照就地补偿的原则采用高、低
7、压并联电抗器基本予以补偿。2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所638电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件国家相关标准【受端无功备用】受端系统应自足够的无功备用容量。当受端系统存在电压稳定问题时，应通过技术经济比较，考虑在受端系统的枢纽变电站配置动态无功补偿装置。【不引起系统谐波明显放大、避免大量的无功电力穿越变压器】各电压等级的变电站应结合电网规划和电源建设，合理配置适当规模、类型的无功补偿装置。所装设的无功补偿装置应不引起系统谐波明显放大，并应避免大量的无功电力穿越变压器。35220kV变电站，在主变压
8、器最大负荷时，其高压侧功率因数应不低于0 95，在低谷负荷时功率因数应不高于0.95。【电缆线路配置适当容量的感性无功】对于大量采用10220kV电缆线路的城市电网在新建110kV及以上电压等级的变电站时，应根据电缆进、出线情况在相关变电站分散配置适当容量的感性无功补偿装置。2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所639电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件国家相关标准【主变运行参数的采集、测量】35kV及以下电压等级的变电站，主变压器高压侧应具备双向有功功率和无功功率(或功率因数)等运行参数的采集、测量功能。
9、【足够的事故备用无功容量和调压能力】为了保证系统具有足够的事故备用无功容量和调压能力，并入电网的发电机组应具备满负荷时功率因数在O 85（滞相）0 97（进相）运行的能力，新建机组应满足进相0.95运行的能力。为了平衡500（330)kV电压等级输电线路的充电功率在电厂侧可以考虑安装一定容量的并联电抗器。【电力用户不应向电网反送无功、不从电网吸收无功】电力用户应根据其负荷性质采用适当的无功补偿方式和容量。在任何情况下，不应向电网反送无功电力，并保证在电网负荷高峰时不从电网吸收无功电力。【自动投切并联电容器组和并联电抗器组】并联电容器组和并联电抗器组宜采用自动投切方式。2024/7/20武汉大学
10、电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6310电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件按电压补偿原则【按电压补偿原则】满足负荷对无功电力的基本需要，使电压运行在规定的范围内，以保证电力系统运行安全和可靠。【优点】从利用发电机无功容量考虑，按电压允许偏差进行无功补偿，可以让线路多输送些无功电力给受端。这一原则适用于无功补偿容量少，尚不能按经济补偿原则来要求的电力系统。【缺点】按电压原则补偿，使电网中无功流动量加大和流动距离增加，电网有功损耗也相应提高。2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与
11、控制研究所6311电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件按经济原则进行补偿原则：按减少电网有功损耗和年费用最小的经济原则进行补偿和配置，即就地分区分层平衡。500（330）kV与220（110）kV电网层间，应提高运行功率因数，其至不交换无功。一个供电企业是一个平衡区，一个500kV变电站可作为一个供电区，35220kV变电站均可作为一个平衡单位，以防止地区间和变电站间无功电力大量窜动。对用户则要求最大有功负荷时，功率因数补偿到0.981.0，而且要求补偿容量随无功负荷的变化及时调整平衡，不向系统倒送无功。2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉
12、大学电气工程学院电力信息与控制研究所6312电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件无功补偿优化概念：根据各规划年的负荷水平，通过优化计算求出电网逐年补偿电容量及有载调压变压器的最优配置方案。最优配置的目标：经济目标：系统的有功损耗最小，补偿电容量最小，补偿效果最好。电压质量：各节点电压幅值偏离期望值差之和最小。电压稳定：考虑系统的电压稳定性，提高系统的电压稳定裕度。作用：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系统运行的稳定性，而且可以降低有功网损和无功网损，使电力系统能够安全经济运行。2024/7/20武汉大学电气工程学院电
13、力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6313电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件无功补偿线性规划模型目标函数变量约束条件综合灵敏度矩阵网络参数修正优化模型及计算流程2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6314电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件目标函数网损最小目标函数：在满足约束条件的情况下，用投切补偿电容器及调节有载调压变压器的分接头来达到电网运行网损最小的无功配置方案。网损最小目标函数推导2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大
14、学电气工程学院电力信息与控制研究所6315电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件目标函数网损最小目标函数推导2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6316电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件目标函数网损最小目标函数推导2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6317电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件目标函数网损最小目标函数推导2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气
15、工程学院电力信息与控制研究所6318电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件目标函数网损最小目标函数推导2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6319电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件目标函数网损最小目标函数推导2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6320电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件目标函数网损最小目标函数推导2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学
16、院电力信息与控制研究所6321电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件目标函数网损最小目标函数推导2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6322电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件目标函数补偿电容最小目标函数2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6323电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件目标函数补偿效果最好目标函数2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力
17、信息与控制研究所6324电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件变量约束条件被控制量的约束条件2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6325电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件变量约束条件变量约束条件被控制量的约束条件2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6326电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件变量约束条件控制变量的约束条件2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气
18、工程学院电力信息与控制研究所6327电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件综合灵敏度矩阵灵敏度矩阵：述了状态（被控制）变量和决策（控制）变量之间的关系的矩阵。灵敏度矩阵求解2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6328电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件综合灵敏度矩阵灵敏度矩阵求解2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6329电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件综合灵敏度矩阵灵敏度矩阵求解202
19、4/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6330电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件综合灵敏度矩阵灵敏度矩阵求解2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6331电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件综合灵敏度矩阵灵敏度矩阵求解2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6332电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件网络参数修正不管是投切电容器的方式还是调
20、节有载调压变压器分接头的方式来控制电网电压，实际上都是靠改变电网的参数来实现的，每次投切电容或改变变压器的分接头都相应地改变着电网参数。投切电容器对电网参数的影响2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6333电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件网络参数修正2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6334电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件优化模型及计算流程无功补偿规划的线性规划模型计算流程图如2024/7/20武汉大学电气
21、工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6335电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件无功补偿容量的配置用户的补偿容量500（330）kV变电站的无功补偿220kV变电站的无功补偿35110kV变电站的无功补偿10kV及其它电压等级配电网的无功补偿电缆线路电抗器的补偿2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6337电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件用户的补偿容量要求：基本不受系统供给无功(功
22、率因数达到0. 981.0)；在非最大负荷方式时，用户应及时调节补偿容量，不向系统倒送无功）进行补偿。相关国家规定（全国供用电规则第四十一条）：无功电力应就地平衡，用户应在提高用电自然功率因数的基础上，按有关标准设计和装置无功补偿设备，并做到随负荷和电压变动及时投人和切除以防止无功电力倒送。除电网有特殊要求的用户外用户在当地供电企业规定的电网高峰负荷时的功率因数应达到下列规定：100kVA及以上高压供电的用户功率因数为0.95以上；其他电力用户和大、中型电力排灌站、趸购转售电企业，功率因数为0.90以上；农业用电功率因数为0.85以上。2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所
23、武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6338电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件500（330）kV变电站的无功补偿500(330)kV电压等级变电站容性无功补偿的主要作用是补偿主变压器无功损耗以及输电线路输送容量较大时电网的无功缺额。容性无功补偿应按照主变压器容量的10%20%配置。 500(330)kV电压等级高压并联电抗器（包括中性点小电抗）的士要作用是限制工频过电压和降低潜供电流、恢复电压以及平衡超高压输电线路的充电功率，高压开联电抗器的容量应根据上述要求确定。主变压器低压侧并联电抗器组的作用主要是补偿超高压输电线路的剩余充电功率，其容量应根据电网结构和
24、运行的需要而确定。2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6339电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件500（330）kV变电站的无功补偿当局部地区500（300）kV电压等级短线路较多时，应根据电网结构，在适当地点装设高压并联电抗器，进行无功补偿。以无功补偿为主的高压并联电抗器应装设断路器。500(330)kV电压等级变电站安装有两台及以上变压器时，每台变压器配置的无功补偿容量宜基本一致。2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6340电力系统规划与
25、可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件220kV变电站的无功补偿220kV变电站的容性无功补偿以补偿主变压器无功损耗为主，并适当补偿部分线路的无功损耗。补偿容量按照主变压器容量的10%25配置，并满足220kV主变压器最大负荷时，其高压侧功率因数不低于0.95。当220kV变电站无功补偿装置所接如母线有直配负荷时，容性无功补偿容量可按上限配置；当无功补偿装置所接入母线无直配负荷或变压器各侧出线以电缆为主时容性无功补偿容量可按下限配置。对进、出线以电缆为主的220kV变电站，可根据电缆长度配置相应的感性无功补偿装置。每一台变压器的感性无功补偿装置容量不宜大于主变压器容量的20%，或经
26、过技术经济比较后确定。2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6341电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件220kV变电站的无功补偿220kV变电站无功补偿装置的分组容量选择应根据计算确定，最大单组无功补偿装置投切引起所在母线电压变化不宜超过电压额定值的2.5%。一般情况下无功补偿装置的单组容量，接于66kV电压等级时小宜大于20Mvar，接于35kv电压等级时不宜大于12Mvar，接于10kV电压等级时不宣大于8Mvar。220kV变电站安装有两台及以上变压器时，每台变压器配置的无功补偿容量宜基本一致。20
27、24/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6342电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件35110kV变电站的无功补偿35110kV变电站的容性无功补偿装置以补偿变压器无功损耗为主，并适当兼顾负荷侧的无功补偿。容性无功补偿装置的容量按主变压器容量的10%30%配置，井满足35110kV主变压器最大负荷时，其高压侧功率因数不低于0.95。110kv变电站的单台主变压器容量为40MVA及以上时每台主变压器应配置不少于两组的容性无功补偿装置。110kv变电站无功补偿装置的单组容量不宜大于6Mvar，35kV变电站无功补偿装
28、置的单组容量不宜大于3Mvar，单组容量的选择还应考虑变电站负荷较小时无功补偿的需要。新建110kV变电站时，应根据电缆进出线情况配置适当容量的感性无功补偿装置。2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6343电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件10kV及其它电压等级配电网的无功补偿配电同的无功补偿以配电变压器低压侧集中补偿为主，以高压侧补偿为辅。配电变压器的无功补偿装置可按变压器最大负载率为75%，负荷自然功率因数为0.85考虑，补偿到变压器最大负荷时其高压侧功率因数不低于0.95，或按照变压器容量的20%
29、40#进行配置。配电变压器的电容器组应装设以电压为约束条件，根据无功功率(或无功电流、进行分组自动投切的控制装置。2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6344电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件电缆线路电抗器的补偿电缆线路特点：电缆线路与架空线路相比，其单位长度的电抗小，一般为架空线路的30%40%；正序电容大，一般为架空线路的2050倍；由于散热条件不同，同样截面的导体，电缆长期允许通过的电流值一般只有架空线路的50%。故其运行特点是损耗小、充电功率多、负荷轻。补偿原则：由于35kV和63kV电缆线路的
30、充电功率小且距负荷的电气距离近，一般情况下，即作为无功电源参与无功平衡，不进行电抗补偿。对110kV和220kV电缆线路的充电功率则需根据电缆线路长度和电网的具体情况而定。电缆充电功率利用越多，无功电源的调节容量越小。为更好地减少电缆线路产生的无功功率对电网运行的影响，应考虑装设定容量的电抗器，以补偿在小负荷运行方式时电缆线路多余的充电功率。2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6345电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件确定补偿容量的几种方法从提高功率因数需要确定补偿容量从降低有功线损来确定补偿容量从提高
31、运行电压水平来确定补偿容量用补偿当量确定补偿容量低压电网的无功补偿配电网无功补偿容量的确定2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6346电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件从提高功率因数需要确定补偿容量确定补偿容量的几种方法2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6347电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件确定补偿容量的几种方法2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究
32、所6348电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件从降低有功线损来确定补偿容量确定补偿容量的几种方法2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6349电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件确定补偿容量的几种方法2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6350电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件确定补偿容量的几种方法2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制
33、研究所6351电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件从提高运行电压水平来确定补偿容量确定补偿容量的几种方法2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6352电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件确定补偿容量的几种方法2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6353电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件用补偿当量确定补偿容量确定补偿容量的几种方法2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉
34、大学电气工程学院电力信息与控制研究所6354电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件确定补偿容量的几种方法2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6355电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件实例分析变电所低压侧集中 补偿的接线图如各条出线的参数和设备容量见表。 确定补偿容量的几种方法2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6356负载数量（台）设备容量（kW）负载系数平均功率（kW）平均功率因数总平均功率（kW）总平均功率因数电
35、动机331000.82400.874750.84电动机1750.75600.86各种设备383500.51750.8电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件实例分析相关参数计算方法如下： 设备总平均功率=各负载平均功率之和 负载平均功率=设备额定容量负载系数 负载系数=某期间负载平均功率设备额定容量 总平均功率因数=总平均功率总平均视在功率问题：欲将功率因数提高到0.970.98，试计算无功补偿容量。2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6357电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件实
36、例分析求无功补偿容量确定补偿容量的几种方法2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6358电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件实例分析求补偿后线损百分比确定补偿容量的几种方法2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6359电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件补偿目标：实现无功的就地平衡，从而减轻上一级电网的无功负担，提高配电变压器的利用率，改善用户功率因数和电压质量，并有效地降低电能损失。控制方式：手动补偿和跟踪补偿。补偿方
37、式：集中补偿、分散补偿和随机补偿、随器补偿集中补偿：将低压电容器组集中安装在配电房变压器低压侧，进行无功补偿。分散补偿：将低压电容器组分散安装在各负荷点（车间或负荷较集中点），进行无功补偿。随机补偿：将低压电容器组与电动机并联，通过控制、保护装置与电动机同时投切。其优点是用电设备运行时无功补偿投入，用电设备停运时补偿设备退出；不需要频繁调整补偿容量，具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低等优点。鉴于这些特点，农用电动机，特别是排灌电动机，应优先选用此种补偿方式。其容量配置计算式为低压电网的无功补偿2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程
38、学院电力信息与控制研究所6360电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件随器补偿：将低压电容器通过低压保险接在配电变压器二次侧，以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。配电变压器在轻载或空载时的无功负荷主要是变压器的空载励磁无功损耗，计算如下随器补偿优点：由于随器补偿在低压侧，故其接线简单，维护管理方便，且可以有效地补偿配电变压器空载无功，使该部分无功就地平衡，从而提高配电变压器利用率，降低无功网损，是目前补偿配电变压器无功的有效手段之一。随器补偿容量取值：一般推荐选用 低压电网的无功补偿2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息
39、与控制研究所6361电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件跟踪补偿：以无功补偿投切装置作为控制、保护装置，将低压电容器组补偿在大用户0.4kV母线上的补偿方式。补偿电容器的固定连接组可起到相当于随器补偿的作用，补偿用户自身的无功基荷；投切连接组用于补偿无功峰荷部分。投切方式为自动和手动投入两种。一般用户负荷都用一定的波动性，故选用自动投切方式，采用无功补偿自动投切装置。这种装置可以较准确的跟踪无功负荷变化，运行方式灵活，运行维护工作量小。适用范围：考虑到电动机投运的不同时率和单台电动机补偿容量的限制等因素，对于较大的乡镇企业用户，采用跟踪补偿比随机、随器补偿能获得更好
40、的步长效果，而且不需要提高补偿度，并可适当调整各组电容器的运行时间，使其寿命相对延长，从而降低电器的购置更新费用。但是，跟踪补偿所需的自动投切装置比随器、随机补偿的控制、保护装置复杂，投资大。低压电网的无功补偿2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6362电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件选取自动投切装置时应注意其性能和质量，必须满足一下五个条件：能根据无功负荷的变化自动投切电容器组，使功率因数保持在0.95以上且不过补偿。能实现电容器组自动循环投切，是电容器、接触器使用几率接近，延长使用寿命。元器件性能
41、稳定可靠，受环境影响小，便于维护。具有过电压保护功能。在轻负荷时，不会引起电容器组投切振荡现象。投切振荡现象是指在分组自动投切电容器时，未投入某一组电容器时功率因数低于给定下限，而投入后又高于其上限，于是在自控器的作用下反复进行投切。低压电网的无功补偿2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6363电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件【思考题】为什么要对电网进行无功补偿？无功补偿原则有哪些？各有何优缺点？谈谈你对无功补偿优化的理解。为何要对电缆线路作电抗器补偿？如何补偿较合理？低压电网的无功补偿有哪些方式？各
42、有何有点？对配电网无功补偿容量的确定一节中给出的实例，是计算相关指标说明无功补偿对电网有哪些好处？2024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6364电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件电力系统无功规划【参考文献】程浩忠电力系统规划北京：中国电力出版社，2008李云台，徐进义电网的无功经济当量与无功补偿效益中国电力，1996，29：1719苑舜，韩水配电网无功优化及无功补偿装置北京：中国电力出版社，2003Mamaadur K R C，Chneweth R DOptimal Control of Reactive Power Flow for Improvement in Voltage Profiles and for Real Power Loss MinimizationIEEE Transactions on Power Apparatus and System，1981，100(7):318531942024/7/20武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所武汉大学电气工程学院电力信息与控制研究所6365电力系统规划与可靠性讲座6电力系统无功规划090406(修改课件
