【正文】 CiCCiC QKQF )()( ?? ??? SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 85 將上三式，可以得到 對上式 QCi求偏導(dǎo)并令等于零，可以解出 上式表明，對各補償點配置補償容量時，應(yīng)該使每一個 補償點在裝設(shè)最后一個單位的補償容量時網(wǎng)絡(luò)損耗的減少都等于(α+β)KC/βτmax，按這一原則配置，將會取得最大的經(jīng)濟效益。小時表示的單位電能損耗價格； ΔPΣ0、 ΔPΣ分別為以千乏表示的設(shè)置補償設(shè)備前后電力網(wǎng)最大負(fù)荷下的有功功率損耗； τmax為電力網(wǎng)最大負(fù)荷損耗小時數(shù)。數(shù)學(xué)表達(dá)式 可以表示為 式中， 表示由于設(shè)置了補償設(shè)備 而節(jié)約的 網(wǎng)絡(luò)有功功率損耗的費用。因此，如果控制無功功率電源的分配，還能夠使平衡機的輸出功率繼續(xù)減少，那么這種控制就應(yīng)該繼續(xù)下去，直到平衡機輸出功率不能再減少為止。 電力系統(tǒng)無功功率電源的最優(yōu)控制 ?????????GiGiQL11* SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 81 在無功電源配備充足、布局合理的條件下，無功功率電源最優(yōu)控制方法如下： ①根據(jù)有功負(fù)荷經(jīng)濟分配的結(jié)果進行功率分布的 計算； ②利用以上結(jié)果，可以求出各個無功電源點的 λ 值。 ), .. ., .. .,( 2121 GnGGGnGG QPPPPP ?? ???0??? ??? ?Q DiGi SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 79 應(yīng)用拉格朗日乘數(shù)法，構(gòu)造拉格朗日函數(shù)： 將 L分別對 QGi和 λ取偏導(dǎo)數(shù)并令其等于零，有 )( ??? ??????? QPL DiGi?0)1( ?? ?????? ????? ?GiGiGi QPQL ?0)( ???????? ??? QL DiGi? 電力系統(tǒng)無功功率電源的最優(yōu)控制 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 80 于是可以得到無功功率電源最優(yōu)控制的條件為 式中， ?ΔPΣ/?QGi是網(wǎng)絡(luò)中有功功率損耗對于第 i個無功功率電源的微增率； ?ΔQΣ/?QGi是無功功率網(wǎng)損對于第 i個無功功率電源的微增率。 電力系統(tǒng)電壓的綜合控制 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 77 第五節(jié) 電力系統(tǒng)無功功率 電源的最優(yōu)控制 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 78 電力系統(tǒng)無功功率電源的最優(yōu)控制 無功功率電源的最優(yōu)控制目的在于控制各無功電 源之間的分配，使有功功率網(wǎng)絡(luò)損耗達(dá)到最小。 ④控制節(jié)點 3的無功補償容量 q的效果與等效電抗 X1X2/(X1+X2)有關(guān)；等效電抗越大，控制電壓 U3效果越好。 電力系統(tǒng)電壓的綜合控制 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 76 ③ 當(dāng) X2越大，即 G2離節(jié)點 3的距離相對較遠(yuǎn)時，改變發(fā)電機 G1的母線電壓 U1對節(jié)點 3的電壓影響較大，會使無功功率 Q增加。 電力系統(tǒng)電壓的綜合控制 )( qQXUUQXKUU??????????????2211qXX XKXX XUXX XUXX XU ?????????????21221222121212qXX XKXXUXXUXXQ ?????????????21221221121111 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 75 通過公式（ 439）、（ 440）可以獲得如下結(jié)論： ①改變變壓器變比 K和改變發(fā)電機 G1的母線電壓對節(jié)點 3電壓控制效果相同，并且可以使無功功率 Q增加，而且參數(shù)比值X1/X2越小，電壓控制效果越顯著。將節(jié)點 3電壓 U無功功率 Q定義為狀態(tài)變量，發(fā)電機母線電壓 U U2以及變壓器變比 K和無功補償量 q定義為控制變量?，F(xiàn)分析 G1和 G2控制的電壓 U1和 U變壓器變比 K、補償容量 q這些控制措施對節(jié)點 3母線電壓 U3的影響。同時，并聯(lián)電容器或調(diào)相機還可以降低電力網(wǎng)中功率傳輸中的有功功率損耗。對 無功功率電源供應(yīng)較為充裕的系統(tǒng)，采用變壓器有載調(diào)壓 既靈活又方便。m ax2m ax2m ax2 ????? 電力系統(tǒng)電壓控制的措施 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 70 四、利用串聯(lián)電容器控制電壓 在輸電線路上接入電容器，利用電容器上的容抗補償輸電線路中的感抗，使電壓損耗后的 QX/U分量減小，從而提高輸電線路末端的電壓。m i n2 ???1011110 ??K 電力系統(tǒng)電壓控制的措施 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 69 按最大負(fù)荷求電容器補償容量 QC： ② 由公式（ 428）可得到 規(guī)格化后取 110?2 %/11kV，即 K＝ ，由公式（ 425）確定調(diào)相機容量： 239。m ax2 ???????kVU XQRPUU 130**1m i n1m i n1139。 2 %/ 11kV ，變壓器勵磁支路和輸電線路對地電容均被忽略，節(jié)點 1歸算到高壓側(cè)的電壓為 118kV，且維持不變，負(fù)荷端低壓母線電壓要求保持為 ，試確定受端裝設(shè)如下的無功功率補償設(shè)備容量：①電容器；②同步調(diào)相機。反之，對截面不大的架空線 路和所有電纜線路，用這種方法調(diào)壓就不合適。 （ 2）在低壓電網(wǎng)中，△ V中有功功率引起的 PR/V分量所占的 比重大；在高壓電網(wǎng)中，△ V中無功功率引起的 QX/V分 量所占比重大。 電力系統(tǒng)電壓控制的措施 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 62 電壓 調(diào)整 措施 利用無功功率補償調(diào)壓 （ 2）補償設(shè)備為同步調(diào)相機 同步調(diào)相機容量選擇 最大負(fù)荷時調(diào)相機發(fā)出全部容性無功 ， 最小負(fù)荷時吸收 感性無功 ， （ ） ， 有： 兩式相除： 電力系統(tǒng)電壓控制的措施 CNQCNQ?6050 .~.??2222 KKVVXVQCCC ?????? ??? m axm axm ax2222 KKVVXVQCCC ?????? ???? m i nm i nm i n? SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 63 電壓 調(diào)整 措施 利用無功功率補償調(diào)壓 （ 2）補償設(shè)備為同步調(diào)相機 按以上公式選擇 k和 CNQ 電力系統(tǒng)電壓控制的措施 ? ?? ?m axm axm axm i nm i nm i nCCCCCCVKVVVKVV222222?????? ?22222222m i nm axm i nm i nm axm axCCCCVVVVVVK??????? SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 64 利用無功功率補償調(diào)壓總結(jié) （ 1）電壓損耗 △ V＝（ PR＋ QX） /V 中包含兩個分量：一個 是有功負(fù)荷及電阻產(chǎn)生的 PR/V分量；另一個是無功負(fù)荷 及電抗產(chǎn)生的 QX/V分量。 電力系統(tǒng)電壓控制的措施 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 60 電壓 調(diào)整 措施 利用無功功率補償調(diào)壓 （ 1）補償設(shè)備為靜電電容器 ① 根據(jù)調(diào)壓要求，按最小負(fù)荷時沒有補償，這樣變壓器變比 ② 按最大負(fù)荷時的調(diào)壓要求選擇補償容量 22 m a x 2 m a x2 m a x()cccVVQ V kxk??? ③ 校驗實際電壓是否滿足要求 電力系統(tǒng)電壓控制的措施 NNt VVVXQRPVVVVV 221111222m i nm i nm i nm i nm i nm i nm i n?????