无功补偿容量的优化分析

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1、无功补偿容量的优化分析

2、第1　无功补偿容量的优化分析贺为婷（西安工业学院电子信息科学与工程系　陕西西安　710032）　摘　要：本文简述了无功补偿容量的3种优化方法及分支线路中补偿容量的最佳分配。关键词：无功补偿；网损；补偿容量；分支线路无功补偿是用来提高电压质量、降低网损的有效措施之一，方法是给感性电路中的电感并联电容器，使感性负荷所吸收的无功功率大部分由电容器提供。无功补偿容量的确定有一般方法和优化方法。本文简略分析无功补偿容量的经典优化法。1　补偿容量优化法无功补偿容量的优化法是：分别从网损最小、年运行费用最小、年支出费用最小的观点出发，求出最佳补偿容量的算法。这些算法的

3、特点是：求得所要求的量值的数学表达式，然后用求函数极值的方法，求得补偿容量。是一些古典的求极值算法，故称为经典优化法。1．1　按网损最小确定补偿容量无功补偿的目的是降损节能，因此，从网损最小的观点出发来确定补偿容量是很重要的。如图1所示，该图中各段时间内的总无功负荷为Q1，Q2，…，Qn，假定网络总补偿容量为Qc，则全年的电能损耗和无功负荷的关系为：其中：ΔPc是补偿电容每Kvar的有功损耗（kW）；T是年运行时间（h）；R是补偿点至电源的等值电阻（Ω）。为使网损最小，可将网损ΔA对Qc微分，并命其为0，则有：这种算法比较简单，但没有计入补偿电容所需要的费用。该算法所能保证的只

4、是网损最小，但如果考虑安装补偿电容的费用，不一定是最经济的。1．2　按年运行费用最小确定补偿容量年运行费用由两部分组成：第1部分是加装电容器后网络损耗的电价，即F1＝ΔA×β，ΔA是年电能损耗（kW·h），β是有功电价［元／（kW·h）］；第2部分是补偿装置的年运行、维护费用，即F2＝KaKcQc，其中Kc是装设单位补偿容量的综合投资（元／Kvar），Ka是补偿装置的维护费用率（％）。年运行费用F＝F1＋F对Qc微分并命其为0，得：1．3　按年支出费用最小确定补偿容量年支出费用是指同时考虑年运行费和投资的回收。设投资每元钱的回收率为Ke％，年支出费用为：Z＝F＋KeKcQc，其

5、中F是年运行费用；Ke是投资每元钱的回收率。该式采用直线平均法，将电容补偿的总投资平均分摊在各个年度。为使年支出费用最小，将Z对Qc微分并令其为0，从而可求得：上述3种方法的基本思想和计算公式的形式很相似，但其所计及的因数和获得的经济效益却各不相同，所以其适应的范围也因此而异。通过分析，可见：第1种方法的补偿量和投资均是最大的；第2种方法的补偿量和投资皆居中；第3种方法的补偿量最小，因此其所用的投资也最小。2　分支线路中补偿容量的最佳分配在此仍然采用经典优化法。首先求出线路的总损耗ΔP的表达式，为了使总损耗最小，将ΔP对分支的补偿容量Qci微分并令其为0，便可求得各分支的最佳补

6、偿容量Qci。2．1　辐射分支线路中的补偿容量的最佳分配图2所示的辐射式分支网络中，若其共有n个分支，则装置的总容量Qc在各个分支中应该进行合理分配。总损耗表达式为：其中：Q是网络总无功负荷；Qc是补偿总容量；R是全网等值电阻。从该式可得：