【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 nm a x m a x ( m i n : m a x : )PI? ?? 最 小 最 大 （ 110） 總結(jié)分析若干種不同形狀的負(fù)荷曲線得出等效系數(shù) 211 (1 )28aK ? ??? ? ? （ 111） 三： 等值電阻法 。 設(shè)配變低壓側(cè)（ 380V/220V）至用戶連接 n 條低壓線路，在進(jìn)行等值電阻計(jì)算前，將低壓線路從末端到首端，分支線到主干線，劃分為若干個(gè)計(jì)算線段，畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 12頁(yè) 線段劃分的原則是：凡輸送的負(fù)荷采用的線號(hào)，線段的長(zhǎng)度均相同者為同一線段，否則另作一個(gè)計(jì)算線段。同時(shí)考 慮三相負(fù)荷與單相負(fù)荷的區(qū)別，計(jì)算中要考慮線段的結(jié)構(gòu)常數(shù)，則其等值電阻計(jì)算公式為： 2 2 2 222 2 21111eq 2 2 2 222221()()nnnni i i i i i ii i ii i iiiii i i inii SSiN S N S N P QR R RN I RU U URN S N S N P QNIUUU????? ? ????? ? ? ? ?????? （ 112） 式中 n—— 配電線路； iU 、 iI 、 iR 、 iS 、 iP 、 iQ —— i 線段的首端電壓、電流、電阻、視在功率、有功功率、無(wú)功功率； SU 、 I? 、 S? 、 P? 、 Q? —— 配變低壓側(cè)出口電壓，總電流、總視在功率、總有功、總無(wú)功； 由式 11 可見(jiàn)，要準(zhǔn)確計(jì)算出等值電阻，必須掌握各段線路在某一時(shí)刻的電氣量，如電流、電 壓、功率等值，實(shí)際農(nóng)網(wǎng)配變低壓側(cè)無(wú)相應(yīng)的測(cè)量表計(jì)，一般只有有功電度表。由于負(fù)荷隨時(shí)間在不停變化，而電度表只能計(jì)量某一時(shí)段的電量，因此，如想要根據(jù)有功電度數(shù)進(jìn)行等值電阻的計(jì)算及相應(yīng)線損的計(jì)算，必須有如下的假設(shè)： （ 1）各結(jié)點(diǎn)的電壓相同，不考慮電壓降。 （ 2）各負(fù)荷點(diǎn)的功率因數(shù)相同。 （ 3）假設(shè)已知在某一測(cè)量時(shí)段內(nèi)（如 1 月或 1 天）的負(fù)荷變化規(guī)律，已獲得負(fù)荷曲線形狀系數(shù)； 負(fù)荷曲線形狀系數(shù)定義：由于由平均功率所得的電能損耗是偏小的，因此必須將平均電流乘以大于 1 的負(fù)荷曲線形狀系數(shù)，可查表得到，也可根據(jù)下式計(jì)算得到負(fù) 荷曲線形狀系數(shù) K（回歸法）： 2 11(2 )3 cosK ??? （ 113） 簡(jiǎn)化后的等值電阻計(jì)算公式為： 農(nóng)電專遞 21eq 2ni i ii N A RRNA? ??? （ 114） 式中 iA —— I線段的有功功率電量， iiA PT? ， T為 計(jì)量時(shí)長(zhǎng)； A? —— 總電量， A PT??? ， T為 計(jì)量時(shí)長(zhǎng)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 13頁(yè) 由 23式可知 Req分子 =Ni*Ai^2*Ri （ 115） Ri=r*L （ 116） 由 （ 14）、（ 15） 式，可得 221 2 2eq 2233 eI I RR I?? （ 117） 把 11 cosPI U? ?? ， 22 3 cosPI U? ??代入 （ 16） 式后 得 221 2 2eq 218 33P P RR P?? （ 118） 由 （ 118）式 得出單相兩線制 Ni=18,三相三線制 Ni=3。 比較式（ 112）與式（ 114）可以得出以下結(jié)論： （ 1）由于功率因數(shù)一致，因此在（ 114）式中可用有功功率代替視在功率；由于無(wú)電壓降落，分子分母電壓被約除； （ 2） 由 （ 112） 式可見(jiàn)，線損的大小與運(yùn)行電壓的平方成反比，因此， （ 114）式所求等值電阻存在誤差，且低壓配網(wǎng)中電壓降越大，誤差值越大； （ 3）由 （ 112） 式可見(jiàn)，線損的大小與功率因數(shù)的平方成反比，因此， （ 114）式所求等值電阻存在誤差，且低壓配網(wǎng)中功率因數(shù)越小，誤差值越大； 根據(jù)等值電阻，求理論線損的公式為： 22av eqA NI K R T?? （ 119） 式中 A? —— 損耗電量， avI —— 根據(jù)總電量 A? 計(jì)算所得平均電流，單位為 A。av 3 cosSAI UT ??? ， T 為計(jì)量時(shí)間，如 A? 以月計(jì)， T 即為月供電時(shí)間； K —— 負(fù)荷形狀系數(shù)； T —— 計(jì)量時(shí)間，如 A? 以月計(jì)， T 即為月供電時(shí)間。 理論線損率為： % 100%AA A??? ? ? （ 120） 實(shí)際線損率為： 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 14頁(yè) 1r % 1 0 0 %niiAAAA? ???? ? ?? （ 121） 對(duì)等值電阻法進(jìn)行改進(jìn)， 改進(jìn)的總體思路是，綜合考慮電壓降落、功率因數(shù)的影響，利用聯(lián)戶表法對(duì)低壓網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，借助于潮流計(jì)算軟件，進(jìn)行較為精確的損耗計(jì)算。具體步驟為：： （ 1）將原來(lái)只有配變出口一塊總表及農(nóng)村住戶分戶表的配置改為，一塊總表、每 2~6 戶安裝一塊小總表，農(nóng)村住戶分戶表。小總表的安裝于桿上，要根據(jù)低壓網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)合理布置，以便于損耗的計(jì)算。 （ 2）根據(jù)小總表與其下屬分戶表的關(guān)系，計(jì)算小總表以下的等值電阻及相應(yīng)的線損。計(jì)算時(shí)考慮小總表下屬用戶的負(fù)荷性質(zhì)，估算功率因數(shù)。 （ 3）計(jì)算干線的線路參數(shù)值。 （ 4）利用潮流計(jì)算軟件， 對(duì)配變以下網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建模。 （ 5）進(jìn)行損耗計(jì)算，計(jì)算出理論線損，與實(shí)際線損進(jìn)行比較。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 15頁(yè) 第 二 章 電力系統(tǒng)無(wú)功潮流 電力系統(tǒng)電壓調(diào)整與無(wú)功功率分布有著十分密切的關(guān)系，無(wú)功功率的分布除了要滿足調(diào)壓的要求外，也要滿足經(jīng)濟(jì)要求。雖然無(wú)功的產(chǎn)生是不用消耗能量的，但無(wú)功在電網(wǎng)中流動(dòng)，在線路、變壓器等電網(wǎng)元件中產(chǎn)生了電流的無(wú)功分量，使總的電流增大。因此在這些元件中電阻的有功損耗加大了，增大了能量的消耗。要完全避免無(wú)功功率在電網(wǎng)中的流動(dòng)是不可能的，這是因?yàn)椋? ( l ）為了充分利用發(fā)電機(jī)產(chǎn)生無(wú) 功功率的功能，經(jīng)常要讓發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)提供一部分無(wú)功功率，這些無(wú)功功率通過(guò)線路、變壓器流向負(fù)荷。 ( 2 ）為了便于管理無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備，尤其是同步調(diào)相機(jī)和靜止補(bǔ)償器應(yīng)相對(duì)集中配置。它們與負(fù)荷之間，也會(huì)有無(wú)功功率流動(dòng)。并聯(lián)電容器雖然可以相對(duì)分散配置，但太分散也會(huì)帶來(lái)管理和維護(hù)上的問(wèn)題。 ( 3 ）從電網(wǎng)運(yùn)行其他方面的要求看，有時(shí)需要電網(wǎng)中流動(dòng)無(wú)功功率。例如，為了提高發(fā)電機(jī)同步運(yùn)行的穩(wěn)定性，希望提高發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)，發(fā)電機(jī)要向電網(wǎng)輸送無(wú)功功率。再如，為了加強(qiáng)輸電系統(tǒng)中間點(diǎn)的電壓支撐，提高輸電系統(tǒng)穩(wěn)定性，接在中間 點(diǎn)的同步調(diào)相機(jī)或靜止無(wú)功補(bǔ)償器，也要向系統(tǒng)輸出無(wú)功功率或吸收無(wú)功功率。 ( 4 ）即使所有的負(fù)荷都做到所需無(wú)功功率全部就地補(bǔ)償，系統(tǒng)元件傳送有功功率時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大的無(wú)功功率損耗，需要提供無(wú)功功率來(lái)補(bǔ)償這些損耗，這也會(huì)造成無(wú)功功率在電網(wǎng)中的流動(dòng)。 但是，為了滿足電網(wǎng)的調(diào)壓要求和盡可能減少電網(wǎng)的有功功率損耗，希望電網(wǎng)的無(wú)功功率要盡量少流動(dòng)，特別要避免無(wú)功功率的遠(yuǎn)距離流動(dòng)。無(wú)功潮流的優(yōu)化就是在滿足電網(wǎng)調(diào)壓要求的條件下，使線路有功功率損耗最小的無(wú)功功率分布的最優(yōu)方案。這是個(gè)靜態(tài)最優(yōu)化問(wèn)題，一般分成兩個(gè)問(wèn)題進(jìn)行研究 ，一個(gè)是無(wú)功電源的最優(yōu)分布，一個(gè)是無(wú)功負(fù)荷的最優(yōu)補(bǔ)償。 2． 1 無(wú)功電源的優(yōu)化 無(wú)功電源的優(yōu)化分布或無(wú)功負(fù)荷的優(yōu)化分配，是研究滿足約束條件下網(wǎng)絡(luò)有功損耗最小的無(wú)功功率的分布。此時(shí)，電網(wǎng)的無(wú)功電源已經(jīng)配置好，僅研究這些無(wú)功電源應(yīng)發(fā)出的無(wú)功大小。當(dāng)然，通過(guò)計(jì)算也可以對(duì)原有無(wú)功電源配置進(jìn)行評(píng)價(jià)和修正。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 16頁(yè) 目標(biāo)函數(shù)是網(wǎng)絡(luò)總的有功功率損耗 ??? 最小。在各節(jié)點(diǎn)（除平衡節(jié)點(diǎn)）注人的有功功率已經(jīng)給定的前提下，可以認(rèn)為 ??? 僅決定于 各節(jié)點(diǎn)注人的無(wú)功功率 iQ ，或者說(shuō)決定于各無(wú)功電源 GiQ 。上述無(wú)功功率變量下標(biāo) i 表示節(jié)點(diǎn)號(hào)， GiQ 是發(fā)電機(jī)，調(diào)相機(jī)或電容器等無(wú)功電源發(fā)出的無(wú)功功率。目標(biāo)函數(shù) ???是 GiQ 的函數(shù) ?，可寫(xiě)作 ()GiQ??? 。 11 c o snni j ij ijij U U G ?? ???? ?? （ 21） 等式約束條件是無(wú)功功率平衡條件， 整個(gè)系統(tǒng)的無(wú)功功率是平衡的，即 11 0nnG i LiiiQ Q Q ???? ? ? ??? （ 22） 各節(jié)點(diǎn)的無(wú)功平衡方程為 1( s in c o s )nG i L i i j ij ij ij ijjQ Q U U G B???? ? ?? (23) 式中 LiQi?? 節(jié)點(diǎn)無(wú)功負(fù)荷功率； Q?? ?? 電網(wǎng)無(wú)功功率的總損耗。 不等式約束條件為節(jié)點(diǎn)無(wú)功電源及電壓的上下限，即 m in m axm in m axGi Gi Gii i iQ Q QU U U???? 網(wǎng)損微增率準(zhǔn)則 在確定目標(biāo)函數(shù)和約束條件后，可以采用 h 睽叨 91 二乘子法求取目標(biāo)函數(shù)值最小且滿足約束條件的無(wú)功功率分布的條件。首先根 據(jù)目標(biāo)函數(shù)和等式約束條件建立不受約束的新的目標(biāo)函數(shù) ― 拉格朗日函數(shù) 11()nnG i L iiiL P Q Q Q?????? ? ? ? ? ??? (24) 式中 ?―拉格朗日乘子。 拉格朗日函數(shù)中有 n + 1 個(gè)變量，即 n 個(gè) GiQ 。和一個(gè) ?，該函數(shù)的極值解即為原目標(biāo)函數(shù) ??? 的最小值，求最小值時(shí)應(yīng)滿足 n + 1 個(gè)條件，它們是 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 17頁(yè) 11(1 ) 0(1 )0G i G i G iG i G innG i LiiiPQLQ Q QP Q Q??????????? ???? ? ? ?? ? ??? ??? ? ???? ? ? ??? i=1， 2， 3??， n (25) 11 0nnG i L iiiL Q Q Q? ???? ? ? ? ? ?? ?? (26) 式 (37)可寫(xiě)成下面的形式 (1 )Gi GiPQ????? ??? ? ??? i=1， 2， 3??， n 1GiGiPQ?????? ?????? i=1， 2， 3??， n (27) 從而得到無(wú)功功率最優(yōu)分布的條件為 12121 1 1G G G nG G G nP P PQ Q Q Q Q? ? ?? ? ??? ?? ??? ? ?? ? ????? ?? ??? ? ?? ? ? (28) 11 0nnG i LiiiQ Q Q ???? ? ? ??? 式 (28)中Gi iPP???? ?????是 i 節(jié)點(diǎn)注入無(wú)功功率變化時(shí)有功功率損耗微增率， GiPQ???? ＝GiPQ???? 是 i 節(jié)點(diǎn)無(wú)功功率變化時(shí)無(wú)功功率損耗微增率 , 11Gi?????是無(wú)功功率網(wǎng)損修正系數(shù)。不考慮無(wú)功功率網(wǎng)損，則無(wú)功功率網(wǎng)損修正系數(shù)為1, 無(wú)功電源最優(yōu)分布條件簡(jiǎn)化為各節(jié)點(diǎn)有功功率網(wǎng)損微增率相等，即 12G G G nP P PQ Q Q? ? ??? ?? ??? ? ??? ?? ? ? (29) 11 0nn