油田配电网无功优化补偿和负荷预测的分析

配电网无功补偿优化设计摘要本文通过结合电能损失费用以及新增的年值无功率设备补偿费用之和作为最小优化目标来构建相应的数学模型。

同时以新型的三种负荷方式来代替当前10kV配电网运行过程中的实际运行方式。

并选择使用粒子群算法对现阶段应用的无功补偿方式进行相应的优化和设计。

这样就避免了在配电网在运行过程中只考虑其中一种负荷而造成的误差过大现象。

而且在其计算方法之上，选择使用改进粒子群算法来对补偿点进行确定，从而有效的提升了优化的精确度。

文章以某一地区的配电网工程为例，对配电网运行过程中的无功补偿优化技术进行详细的探究与讨论。

关键词无功补偿；电力负荷；配电网络；优化设计；目标函数电力系统运行过程中的无功平衡是确保其自身系统中的电能质量以及功能损耗还有系统稳定运行的前提条件。

而无功功率补偿则是实现当前配电网运行过程中无功功率平衡的有效途径。

在我国一些地区，所使用的配电网络以10KV配电网居多，配电变压器大都是无人值守式的变压器。

现阶段能够自动实现投切的补偿装置相对较小，而且价格较高，多以固定投入形式存在。

无法随着负荷的变化而改变。

因此为了能够实最优的补偿效果，且在运行过程中不向主网倒送一些无功功率，怎样去选择合适的功率补偿点以及无功功率补偿就变得十分重要了。

1配电网无功补偿的数学模型应该说，无功率补偿装置其相应的经济指标应该需要考虑补偿后系统所呈现出的年电能损失费用以及新增的补偿装置所耗费的投资费用。

因此为了进一步考虑资金所带来的时间价值，使用等年值法将当前补偿设备所耗费的投资费用折算到每一年之中，就折合之后所产生的投资费用同年电能所损失的费用之和作目标函数，即：Fmin=K其中公式中V作为贴现率；而n则被视作设备的使用年限；K则被看作是系统电价；此外k主要代表最大、最小以及一般等三种负荷运行方式。

另外K=1，2，3；Plk则视作k负荷方式之下所呈现出的网损；tk则代表着k负荷之下的实际年运行时间；nc、Qci还有Cci则代表着新增电容器组运作中的节点数以及新增容量还有相应的投资费用系数。

【tips】本文由李雪梅老师精心收编，值得借鉴。

此处文字能够改正。

浅谈10kV配电网的无功优化赔偿功率因数和无功功率赔偿的基本观点功率因数：电网中的电气设施和电动机、变压器等属于既有电感又有电阻的电感性负载，电感性负载的电压和电流的相量间存在着一个相位差，相位角的余弦COSφ即是功率因数，它是有功功率与视在功率之比即COSφ=P/S.功率因数是反应电力用户用电设施合理使用情况、电能利用程度及用电管理水平的一个重要技术指标。

无功功率赔偿：把拥有容性功率的装置与感性负荷联接在同一电路，当容性装置开释能量时，感性负荷汲取能量，而感性负荷开释能量时，容性装置汲取能量，能量在互相变换，感性负荷所汲取的无功功率可由容性装置输出的无功功率中获得赔偿。

无功赔偿的目的与成效赔偿无功功率，提升功率因数在电网运转中，因大批非线性负载的运转，除了要耗费有功功率外，还要耗费必定的无功功率。

负荷电流在经过线路、变压器时将会产生功率与电能消耗，由电能消耗公式可知，当线路或变压器输送的有功功率和电压不变时，线损与功率因数的平方成反比。

功率因数越低电网所需无功就越多，线损就越大。

所以，在受电端安装无功赔偿装置，可减少负荷的无功功率消耗，提升功率因数，降低线消耗。

提升设施的供电能力由P=S.COSφ能够看出，当设施的视在功率S一准时，假如功率因数COSφ提升，上式中的P也随之增大，电气设施的有功卖力也就提升了。

降低电网中的功率消耗和电能损失由公式I=P/（3.U.COSφ）可知当有功功率P为定值时，负荷电流I与COSφ成反比，安装无功赔偿装置后，功率因数提升，使线路中的电流减小，进而使功率消耗降低：ΔP=I2R 降低电网中的功率消耗是安装无功赔偿设施的主要目的。

改良电压质量在线路中电压损失ΔU的计算公式以下：式中：ΔU线路中的电压损失kVP有功功率MWQ无功功率MvarUe额定电压KVR线路总电阻ΩXL线路感抗Ω由上式可见，当线路中的无功功率Q减少此后，电压损失ΔU也就减少了。

配电网无功补偿优化规划的论文•相关推荐配电网无功补偿优化规划的论文摘要：将目标函数确定为节点电压质量、无功补偿设备投资以及配电网电能损耗等，将配电网无功规划优化数学模型在最大负荷运行的方式下建立起来。

针对配电网具有较多的待补偿节点和分支的特点，将一种具有最小无功电流损耗的算法提了出来，从而对补偿电容器的位置和个数进行优化，然后以此为基础与改进的遗传算法结合起来，使无功规划优化的效率和精度得到进一步的提升。

关键词：遗传算法；无功规划优化；配电网并联电容器组是主要的配电网无功补偿设备，将电容器组的安装容量安装位置以及补偿点的个数科学合理地确定下来，可以确保实现提升电压质量和降低网损的目的。

配电系统具有较大的负荷分散性，再加上具有较多的带补偿点和较长的供电半径，因此在无功配置方面具有较为独特的地方。

为此，本文分析并介绍了基于遗传算法的配电网无功补偿优化规划。

1 配电网无功补偿优化方法概述配电网无功补偿的灵敏度分析法可以将几个具有较高灵敏度的节点选择出来作为待补偿点，从而使解空间得以减小，然而该方法在实际上往往是同1条支路相邻的几个节点具有较高的灵敏度，而且一般只有一个节点在这几个节点中属于真正的高灵敏度的节点，该节点也会影响到其他节点的灵敏度。

与此同时，灵敏度分析法又很难将补偿点的个数确定下来。

如果以节点无功裕度值大小为根据将补偿点确定下来，这种方法也存在着很难将补偿点个数确定下来的问题。

也有采用N点分散补偿的方法，这种方法利用等面积判据以及等长度判据为根据将补偿点的容量和个数等确定下来，然而这种方法需要保证负荷数据的精确性，从而对各负荷点峰值无功电流进行计算，但是配电网一般都具有实时数据不足的问题，因此在具体实施的时候这种方法存在着较大的困难。

为此，在本次研究中将无功电流损耗最小的算法提了出来，这种方法可以将补偿点补偿容量、补偿点的个数和位置等确定下来，这样就能够使解空间的维数得以有效减少，随后再通过对改进的遗传算法的利用就能够将无功规划优化的解得出[1]。

10kv配网输电线路无功优化补偿分析一无功补偿的基本原理无功功率：它是交流电网系统的根本特征。

当电网提供具有感抗负载的时候，则必须供给两种功率：有功功率与无功功率。

其中有功功率是把电能转换其他形式能量，如热能，机械能，光能等；无功功率则是应用在电路内电场和磁场，并在带有感抗的设备中建立及维持磁场。

例如，电能转换为机械能时，使电动机中具有一定的旋转磁场来驱动转子转动；传送电能时则是在变压器中建立交变磁场。

因此，无功功率有着非常大的作用，只是因为在交变磁场中，一个完整周期中吸收和释放的能量相抵消，结果是能量没有消耗，这种功率称为感性无功功率，然而如果在一个周期内上半周充电与下半周放电的功率相等，则称为容性无功功率。

二. 配电系统的无功补偿方案合理地选择无功补偿点以及确定补偿容量，能有效维持系统电压水平，提高系统电压的稳定性，从而避免了大量无功远距离传输，降低了有功电网损耗，减少了发电费用。

但是长期以来由于我国的配电网无功缺乏，尤其造成的有功电网损耗相当大，所以无功功率补偿是在降损的措施中投资较少且回报高方案。

一般配电网的无功补偿方式有：变电站集中补偿方式、配电变低压集中补偿方式、配电线路补偿方式以及用户终端分散补偿方式。

2.1 变电站集中补偿方式对于输电网的无功平衡，一般变电站进行集中补偿，其装置包括静止补偿器、同步调相机、并联电容器等，目的是改善输电网功率因数、提高终端变电所电压以及补偿主变无功损耗。

这些补偿装置是连接在变电站10kV母线上，来补偿负荷的无功功率。

所以管理容易、维护方便，然而这种补偿方式不能有效地降低10kV配电网的损耗。

为了实现变电站电压/无功的综合控制，一般采用的是并联电容器组与有载调压抽头协调调节，常用的有效方法是九区图法[1]。

然而大量实践证明实，投切地太频繁就会影响电容器的开关与分接头的使用寿命，并使运行维护工作量增大，所以要在实际应用中限制抽头的调节以及电容器组的操作次数。

电网中无功补偿与优化随着我国国民经济快速发展，人民生活水平的提高，人们对电力的需求越来越大，同时对供电的可靠性和质量提出了更高的要求。

电网系统中的设备和用电户，除了要消耗有功功率外，还要消耗无功功率。

所谓无功，就是为了维持电源与用电设备的电感、电容之间磁场和电场振荡所需要的能量，在电力系统中，这种能量是不可缺少的。

保持电力系统中无功功率的平衡，是保证电力系统电能质量、电压质量、降低网损耗以及系统安全稳定运行的必要条件，无功功率补偿是实现电网无功平衡的重要措施。

目前我国电网特别是低压配电网，普通存在功率因数偏低的特点，通过无功补偿提高功率因数，可以降低网损，提高发、供、用电设备的利用率，改善电压质量，增强电力系统可靠性。

目前，已开发出高智能化、高集成化的新型全自动无功补偿装置，能够自动测量、计算配电系统的各种运行参数，自动控制电容器组的投切，补偿系统的无功功率，达到提高功率因数、降低网损、提高电压和电能质量、提高设备利用率的目的。

一、无功补偿主要设备无功补偿设备主要由：电力电容器、控制器、复合开关、空气开关、快速熔断器、指示灯等电器元件组成，补偿装置可安装在户外（电线杆上、地上或墙上）或户内，额定工作电压：380V/220V，设有：过压、欠压、相序、缺相、短路、过热、自诊断故障、空载、停电、雷击等保护措施，下面作简要说明。

1、电压保护：可设定电压的上限（400V-450V范围内任意设定）和下限（300V-370V范围内任意设定），当电网的实际电压超越上限或下限时，欠无功不投，已投的全部在60 秒内切除。

2、缺相保护：在发生缺相或中性线断线时欠无功不投，己投的全部在60秒内切除，开关自动报警。

3、短路保护：当补偿装置内部发生短路故障时，快速熔断器能可靠动作，切除故障。

4 、停电保护：断电后开关自动跳闸，所有统计数据及设置参数能自动保存，并有程序自恢复功能。

5、防雷保护：柜内安装避雷器。

6 、补偿方式：采用混合补偿方式，粗补细补及共补分补相结合，相同容量的电容器自动循环投切，先接通的先分断，后分断的后接通，根据补偿电容的总容量，合理分配共补及分补各组的容量和组数，其配置如下表所示：自动无功补偿装置的电容配置表7、投切功能：采用三相复合开关代替传统的交流接触器和可控硅等投切元件，投电容时，保证电压过零合闸；切电容时，保证电流过零分闸，因此可以避免由接触器控制引起的涌流、谐波及触点烧毁的现象，同时也可避免由可控硅控制带来的高温升和高能耗的问题。

对电力系统配电网与无功补偿的探讨思考
电力系统是国民经济中最为重要的基础设施之一。

为了保障电力系统的稳定可靠运行，需要对其进行配电网设计和无功补偿。

配电网作为电力系统中最为重要的部分，具有非常
关键的地位，因此对其进行深入思考是非常必要的。

首先，我们需要认识到配电网的重要性。

配电网作为电力系统与用户之间的桥梁，负
责将高压电力输送到用户的用电设备处，并满足用户的电能需求。

配电网的质量和性能决
定了电力系统的稳定性和可靠性，因此需要针对不同的使用场景进行不同的设计和改造，
以保障电力系统的正常运行。

其次，无功补偿也是电力系统中非常重要的一环。

无功补偿是指在电网中补偿无功功率，以提高功率因数，减少电能损耗，优化电网负荷水平的一种技术。

无功补偿技术可以
有效地提高电网的运行效率和运行稳定性，同时也可以保证用户用电环境的质量，是电力
系统中不可或缺的一项技术措施。

综上所述，电力系统配电网设计和无功补偿技术的运用都非常重要，对保障电力系统
的稳定和可靠运行起着至关重要的作用，因此需要我们不断地进行学习和探讨，寻找更好
的解决方案。

同时，要积极借鉴其他国家的经验和做法，不断推进电力系统的发展，为国
家的经济发展和社会进步做出更大的贡献。

电力系统的无功功率损失分析与优化控制电力系统的无功功率损失一直是电力系统运行中的一个重要问题，无功功率损失不仅会影响系统的稳定性和可靠性，还会带来能源浪费和经济损失。

因此，对电力系统的无功功率损失进行深入分析和优化控制具有十分重要的意义。

电力系统的无功功率损失主要包括传统无功功率损耗和新能源接入带来的无功功率不平衡损失两部分。

传统无功功率损耗主要来自线路、变压器和电机等设备的无功功率消耗，而新能源接入则会引发电压波动、谐波产生等问题，导致系统无功功率不平衡。

为了减少无功功率损失，需要从多方面进行优化控制。

首先，可以通过合理规划电力系统的无功功率补偿装置来减少传统无功功率损耗。

无功功率补偿装置主要包括无功功率补偿电容器和无功功率补偿电抗器等设备，可以通过控制这些设备的运行来实现无功功率的平衡补偿，减少传统无功功率损耗。

其次，针对新能源接入带来的无功功率不平衡问题，可以通过优化调度和控制新能源发电机组实现无功功率的平衡。

在新能源发电系统中，由于风电、光伏等可再生能源的波动性，会导致系统无功功率不平衡问题。

因此，可以通过调度和控制新能源发电机组的无功功率输出来实现系统的无功功率平衡，减少无功功率损失。

此外，还可以通过改进电力系统的无功功率控制策略来优化系统的无功功率损失。

传统的无功功率控制策略主要包括无功功率优化控制和无功功率补偿控制两种方式，可以通过改进这些控制策略来提高系统的无功功率利用率，减少无功功率损失。

总的来说，电力系统的无功功率损失分析与优化控制是一个复杂而又重要的课题，需要综合考虑传统无功功率损耗和新能源接入带来的问题，通过合理规划无功功率补偿装置、优化调度新能源发电机组和改进无功功率控制策略等措施来减少无功功率损失，提高系统的稳定性和经济性。

希望未来能够进一步深入研究，为电力系统的无功功率优化提供更多有效的解决方案。