电力系统电容器的优化配置与控制

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试论新能源电力系统控制与优化

作者：梁伟

来源：《科学与信息化》2018年第18期

摘 要 新能源电力系统的控制与优化对提高我国新能源电力系统的生产效率，起到非常重要的作用。基于此，本文首先描述友好型、多源互补型以及双侧资源型等控制方法，其次通过对电源、电网、负荷响应技术和云端智能综合技术以及大数据系统等方面，就新能源电力系统控制以及优化方案进行简要分析，并提出自己一点看法。

关键词 电力系统；新能源；控制方式

前言

传统能源以天然气、石油、煤炭等不可再生能源作为电力生产的主要能源，这些能源在使用过程中。而随着科技不断进步，一些可再生能源逐渐代替了不可再生能源，加入电力生产之中，但是由于可再生能源存在不可储存的特点，导致电力生产过程中存在一定不稳定性，而两者同时使用过程中，会存在不好控制的情况，而新能源的出现，解决了两者在电力系统中存在的不足。

1 新能源电力系统的控制方法

1.1 新能源电力系统友好型控制方法

新能源友好型的控制方法与传统生产电力控制方式相比较，其能够提供更为稳定的电力输出，而且提供电压也比传统要高。在科学分析过程中，包括历史数据、天文气象以及利用数据分析能够解读其中的可控制手段，在其中发掘出一种新方法，那就是预测分析法。新能源的预测分析成为控制方法中的重要调控手段。此外对于电力系统的分析预测，主要是根据其功率等方式进行控制的。而当前功率能够分为三个等级，其中包括：天、小时、分钟。按照目前的电力发展趋势来看，通过优化控制方式来达到对生产电力功率进行预测，已经成为未来电力系统发展的主要方向。在未来的新能源发展道路上，还可以依靠对沼气、核能、太阳能以及潮汐能等方面进行有效互补，也将会成为新能源电力系统的发展趋势。

1.2 新能源电力系统多源互补型控制方法

【文章编号】１００４—７３４４（２０１３）０９—００８５—０２　电容器在电力系统中应用及在运行中　

应注意的问题探究　

黄英利　（钟山县水利电业有限公司广西贺州５４２６９９）　摘要：作为电力设备整体系统里的一部分，电容器的作用一直都被给予高度重视。随着科学技术的进步以及我国电力设备设计　水平和制造工艺的提高与改进，电容器的质量普遍提高。然而新的设备投入使用初期都会有一些新问题出现，电力工程人员要定期对　电容器做故障排查以及事故分析处理。这样的工作任重道远且不可忽略。本文将从分析造成电容器常见故障原因、分析计及无功经济　价值的配电系统电容器优化配置办法两个个方面对电容器在电力系统中的应用以及在运行中的注意事项问题进行分析。　关键词：电力系统；电容器；常见故障；系统运行维护　１前言　・　电容器在电力系统中能够起到提高电能质量的作用。国内电力系统　正在进行淘汰传统电容器组，将传统电容器改为新式集合式电容器。新　设备比起传统的设备有更多优点，不仅安全性强，安全效率也更高。运用　质量过硬、有安全保障的电容器能够在最大程度上保证电力系统整体的　安全运行。　２分析造成电容器常见故障的几个原因　２．１电容器发生“鼓肚”现象的原因　电容器常常会因为运行环境、设计失当、自然损耗、人为干扰等原因　遭遇故障。电容器油箱膨胀是电容器出现故障的主要原因之一，电容器　内部故障熔丝活动与绝缘不完全也是电容器常会遭遇的故障缘由＿ｌ＿。电　容器内部膨胀在所有可能造成电容器故障的原因中是比例最大的一个，　物质都有热胀冷缩的属性，当电容器内部发生局部放电，电容器内部起　绝缘作用的油脂会挥发，伴随产生大量可燃性气体的现象，这将直接导　致电容箱内壁扭曲变形，通俗的说法称之为“鼓肚”现象。如果电容器发　生了膨胀的“鼓肚”现象，那么我们将无法修复这样的电容器，只能采取　弃旧换新的手段。　造成“鼓肚”现象的原因主要有以下几点：①产品质量不过关，比方　说铅箔和绝缘纸的质量不过关。②由于浸渍液的吸气性能差，或者采用　的不是最优质的电容器油。有一些种类的电容器油是没有合格净化处理　条件的，一些生产电容器油的厂　家，在设计上追求比特性指标，忽视了防　止电容器内部出现液体气化的膨胀隐患口。一般而言，生产电容器产品的　企业工作场强选择较高，而其生产处理的低质量电容器长期处于这样的　危险环境中，膨胀的几率比在普通环境下多十几倍。电容器内部元件会　击穿熔丝动作，从而产生线路故障。电容器电极边缘、电极板和引线接触　处、电容器内部线路拐弯处是几个极易被电子元件击穿的部位。这几处　位置的电流密度与电场强度颇高，如果生产工人处理不当，很容易造成　电容器局部过热烧伤绝缘体的不良后果。为了有效防止电容器“鼓肚’’现　象的发生，相关工作人员要严格把控进货环节，生产商要加强监管力度，　避免低等的次劣品流入市场。　２．２绝缘性不佳现象分析处理方式　一般而言，两个原因可能会导致电容器发生绝缘不良现象。①电容　器的电容值在长期加热过程中会突发性高于正常数值。这是由于部分电　容器内部元件被击穿造成短路并发生串联，致使电器段数变少，电容器　电容增高的缘故。②如果电容器部分损失角过大，使得电容器长期受到　磨损，会造成电容器绝缘现象的发生。一般来说，电极对油箱的绝缘耐受　度是很高的，可是由于制作工艺和生产条件的局限性，生产的电容器成　品会有一定缺陷［３１。电子产品工厂的工人如果没有注意把握焊接的分寸，　在焊接时无意熔断了电子元件与油箱间隔的绝缘纸板，那么将会导致引　线绝缘失败、油脂流失的不良后果。为了避免这种现象的发生，建议电子　产品工厂的管理人员加强巡检频率，及时排除工作场所的安全隐患并及　时处理突发状况。　２．３对漏油现象的分析与处理　经过对电容器渗漏现象的仔细分析可以发觉，造成这一现象的原因　是电容器密封不牢固。合格的电容器应该是密封性极强的。如果电容器　外部有破损或内部密封措施做的不到位，电容器内部的油脂很容易接触　到外部的空气和水分，造成绝缘受损，因为一旦杂质进入电容器内部，会　使元件受到极大损害，所以生产厂家要对出厂电容器做严格检查和一一　排验。质量过关的电容器在加热到７５℃、保持２　３ｈ之后都不会发生漏气　现象。如果电容器的根部法兰、螺栓、帽盖等部位发生渗漏，那么就应该　将原因归结为加工工艺有纰漏或人为设计不佳问题。　２．４电容器爆炸原因以及分析处理方法　电容器内部游离放电会造成电容器极间电路被击穿，如果电容器装　备合乎电流恒定电压的点熔丝，油箱的爆炸可能性就会降低。①电容器　一旦发生短路击穿时，熔丝会首先切断通过电容器的电流，从而避免爆　炸甚至火险的发生。②电容器配置星形接线能够有效防止电容器爆炸现　象的发生。纸膜电容器和全膜电容器极间短路击穿的性质有明显差异，　纸膜与全纸综合介质的电容元件会在局部放电产生高温之余令绝缘纸　碳化。碳化纸被隔离后，会延长放电时间，随后产生气体，很容易导致电　容器油箱爆炸。全膜电容器在放电后其内部薄膜受到高温影响会产生熔　化现象，不会产生电弧放电现象，更不会引发气体爆炸，综上所述，防爆　应该选用全膜电容器　。　３分析计及无功经济价值的配电系统电容器优化配置　办法　３．１传统配电系统电容器优化配置法简述　在电力系统配电网中安装并联电容器可以有效地提高供电的质量　并降低网络有功损耗。电容器的安装地点与安装容量有一定差异，为实　现电力系统良好运行，在配电网中选择最佳安装地点与安装容量也成为　相关工作人员需要慎重考虑的事宜。电容器的优化配置是个受到诸多约　束的、大规模非线性、电器组合的优化问题。智能算法、粒子群优化算法、　模拟退火算法、遗传算法是已经被广泛认可的集中致力于解决该问题的　方法。　３．２计及无功经济价值的配电系统电容器优化配置方案　当前电容器优化配置研究领域缺少对电容器组投资成本与经济效　益分析，不重视经济指标对规划电容器装配问题的影响。业界亟需一种　高效率的计算方式来尽快解决这一问题。计及无功经济价值的配电系统　电容器优化配置法是在综合考虑各方面条件的前提下提出的。这种优化　配置电容器的方式综合考量了对系统网络损坏程度、经济效益、容量释　放几方面要素，能够有效降低求解该问题的难度。　３－３分析无功经济价值　在配电系统中接入电容器会有效提高电压水平与系统工作高效性。　一旦无功需求经由并联电容器得到满足，则流过变压器与馈线的实在功　率会减少。这样一来，电容器的补偿可以降低输电线、变压器、发电机与　困　撞　

第３９卷第３期　上海船舶运输科学研究所学报　２０１６年９月　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＳＨＡＮＧＨＡＩ　ＳＨＩＰ　ＡＮＤ　ＳＨＩＰＰＩＮＧ　ＲＥＳＥＡＲＣＨ　ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ　Ｖｏ１．３９　Ｎｏ．３　

文章编号：１６７４—５９４９（２０１６）０３—００４７—０５　

破冰船电力推进系统储能容量的优化配置　

刘雨声，　鄂　飞，　冯　昊，　李　勇　

（上海ＡＢＢ工程有限公司船舶技术部，上海２０１３１９）　

摘要：储能系统不仅是当前电动汽车领域的研究热点，还应用到了船舶领域之中。将配置适当的储能系统与船　舶电力推进系统相结合，不仅可为船舶正常运行带来诸多方便，还可获得较高的投资回报率。在破冰船处于破冰　航行状态的工况下，从系统动态性能和燃料节省两方面分析，以投资回报年限为优化目标，仿真计算得到储能系统　的最优配置。仿真结果表明，该配置下的储能系统不仅满足功率需求，还能减少燃油成本、改善系统动态性能。　关键词：储能系统；最优配置；破冰船　中图分类号：Ｕ６６４．３；Ｕ６７４．２１　文献标志码：Ａ　

Ｏｐｔｉｍａｌ　Ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｓｔｏｒａｇｅ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　Ｉｃｅｂｒｅａｋｅｒ　Ｖｅｓｓｅｌ　

Ｌ　Ｕ　Ｙｕｓｈｅｎｇ，Ｅ　Ｆｅｉ，ＦＥＮＧ　Ｈａｏ，ＬＩ　Ｙｏｎｇ　（ＡＢＢ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｍａｒｉｎｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０１３１９，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｅｎｅｒｇｙ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｓｙｓｔｅｍ（ＥＳＳ）ｃａｎ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｔｈｅ　ｍａｒｉｎｅ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｎ　ｖｅｓｓｅｌｓ　ｗｉｔｈ　ｈｉｇｈ　ＲＯＩ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｌｏｏｋｓ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ＥＳＳ　ｏｎ　ｉｃｅｂｒｅａｋｅｒｓ　ｉｎ　ｉｃｅｂｒｅａｋｉｎｇ　ｍｏｄｅ　ｉｎ　ｔｅｒｍｓ　ｏｆ　ｓｙｓｔｅｍ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｐｅｒ｛ｏｒｍａｎｃｅｓ　ａｎｄ　ｆｕｅｌ　ｓａｖｉｎｇ．Ｔｈｅ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＥＳＳ　ｉｓ　ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ｐｅｒｉｏｄ．Ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍａｌ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ａｒｅ　ｖｅｒｉｆｉｅｄ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｓｉｍｕ一　１ａｔｉｏｎ　ｔｅｓｔｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＥＳＳ；ｏｐｔｉｍａｌ　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ；ｃｅｂｒｅａｋｅｒ　ｖｅｓｓｅ１　

第２８卷第５期　２００７年ｌＯ月　电力电容器　Ｐｏｗｅｒ　Ｃａｐａｃｉｔｏｒ　Ｖｏ１．２８　Ｎｏ．５　０ｃｔ．２０ｏ７　

电容器组单元配置优化设计　韩长伟，谷劲松，张赵忠　（新东北电气（锦州）电力电容器有限公司，辽宁锦州１２１０００）　摘要：电力电容器是无功补偿装置的主要组成部分，在电力系统中被广泛应用。研究如何合理　的进行电容器单元配置，以此来解决制造容差带来的问题，是十分必要的。将电容器单元的配置　问题等效成优化设计问题，引入模拟退火优化方法，为电容器单元优化配置设计提供了一种现代　化方法。　关键词：电力电容器；优化设计：模拟退火法　中图分类号：Ｍ５３１．４文献标识码：Ａ文章编号：１００２－０３４９（２００７）０５－００１０－０５　

Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　Ｄｅｓｉｇｎ　０ｆ　ｔｈｅ　Ｕｎｉｔｓ　０ｆ　ｔｈｅ　Ｃａｐａｃｉｔｏｒ　Ｂａｎｋ　ＨＡＮ　Ｃｈａｎｇ—ｗｅｉ，ＧＵ　Ｊｉｎ—ｓｏｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｚｈａｏ—ｚｈｏｎｇ　（Ｎｅｗ　Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ（Ｊｉｎｚｈｏｕ）Ｐｏｗｅｒ　Ｃａｐａｃｉｔｏｒ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｊｉｎｚｈｏｕ　Ｌｉａｏｎｉｎｇ　１２１０００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ｃａｐａｃｉｔｏｒ　ｓｅｒｖｅｄ　ａｓ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ　Ｗａｓ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ．　Ｗｉｔｈ　ｒｅｇａｒｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｏｆ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ｒｅｓｕｌｔｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ，ｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃａｐａｃｉｔｏｒ　ｕｎｉｔｓ　ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｖｅｒｙ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ　ｄｅｖｉｃｅ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ　ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃａｐａｃｉｔｏｒ　ｕｎｉｔｓ　Ｗａｓ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ　ａｓ　ａｎ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｄｅｓｉｇｎ　ｐｒｏｂｌｅｍ，ｔｈｅ　ｓｉｍｕｌａｔｅｄ　ａｎｎｅａ－　ｌｉｎｇ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　Ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ａ　ｍｏｄｅｍ　ｄｅｓｉｇｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃａｐａｃｉｔｏｒ　ｂａｎｋ　Ｗａｓ　ｐｒｅｓ—　ｅｎｔｅｄ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｐｏｗｅｒ　ｃａｐａｃｉｔｏｒ；Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｄｅｓｉｇｎ；Ｓｉｍｕｌａｔｅｄ　ａｎｎｅａｌｉｎｇ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ