【正文】 Gi Liii?????? (210) 稱為等有功功率網(wǎng)損微增率準則。但一般情況下，需要考慮無功功率網(wǎng)損的影響，即用無功功率網(wǎng)損修正系數(shù)進行修正，無功負荷最優(yōu)分布準則為經(jīng)無功功率網(wǎng)損修正后有功功率網(wǎng)損微增率相等，如式（ 210）所示。 上面的分析沒有計人不等式約束條件。對于作為控制變量的不等式約束，如節(jié)點注人無功電源 GiQ 的上、下限，若該變量逾越了它的上、下限，就可取畢業(yè)設計說明書（論文） 第 18頁 它的上限或下限代替變量，該量不再變化，即 maxminGi GiGi Gi?? 無功電源的最優(yōu)分布 確定了無功電源最優(yōu)分布的等網(wǎng)損微增率準則， 推導了有功功率網(wǎng)損微增率與無功功率網(wǎng)損微增率的計算公式，剩下的問題就是尋求最優(yōu)解了。 一種方法是作常規(guī)的潮流計算，并計算各個節(jié)點的網(wǎng)損微增率，然后對無功電源進行反復調整，以求取無功電源的最優(yōu)分布。進行這種計算，首先要給定除平衡節(jié)點外其他各節(jié)點的有功功率 Pi ， PQ節(jié)點的無功功率 (0)iQ 和 PV 節(jié)點的電壓大小 (0)iU 。計算高峰負荷下的無功電源分布時要盡可能多地投人無功功率補償設備和提高系統(tǒng)電壓水平，然后交替進行潮流 計算、網(wǎng)損微增率 Gi GiPP???? ?????計算和 (1 )Gi GiPP???? ??????計算。 根據(jù)求得的各節(jié)點的用無功功率網(wǎng)損微增率修正的有功功率網(wǎng)損微增率，調整 iQ 認及 iU 。其調整原則是，修正后的有功功率網(wǎng)損微增率大的節(jié)點應減小無功電源發(fā)出的無功功率或降低電壓，因為這種節(jié)點增加單位無功功率引起電網(wǎng)有功功率損耗的增加比較大或減小比較少，所以減小其無功電源有利于減少有功功率網(wǎng)損；而修正后的有功功率網(wǎng)損微增率小的節(jié)點應增大無功電源發(fā)出的無功功率或提高電壓，因為這種節(jié)點增加單位無功功率引起電網(wǎng)有功功率損耗的增加比較小或減少比較多，所以應增大其注人的無功功率。但因為網(wǎng)損與節(jié)點注人無功功率之間是非線性的關系，所以一次不能調整太多，要反復多次，直至網(wǎng)損 ??? 不再減小為止，此時的無功電源接近最優(yōu)分布。但各節(jié)點網(wǎng)損微增率不一定全部相等，因為在調整過程中，有些節(jié)點的 iQ 可能已抵達它們的 上限或下限。 minii? 的節(jié)點的網(wǎng)損微增率是偏大的，但其無功電源已達下限，無法再減。 maxii? 的節(jié)點的網(wǎng)損微增率是偏小的，但其無功電源已達上限，無法再增加。只有在限額內的那些節(jié)點的網(wǎng)損微增率才相等。 上面使用的網(wǎng)損等微增率概念對無功電源調整的方法是一種經(jīng)典的方法。近年來，非線性規(guī)劃，如牛頓法、梯度法、共扼梯度法、 Powell 法、 DFD 法以及海森矩陣法等和線性規(guī)劃已經(jīng)應用于電力系統(tǒng)最優(yōu)運行的研究，可以直接求出最優(yōu)解。 畢業(yè)設計說明書（論文） 第 19頁 2． 2 電網(wǎng)電壓標準 我國先后發(fā)布《國家電力公司農村電網(wǎng)電壓質量和無功電力管理辦法》 2 002 年 1 月）；《電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術導則（試行）》（ SD32 一 1989)；《電力系統(tǒng)電壓質量和無功電力管理規(guī)定（試行）》（能源部 199 一 03 一 17 發(fā)布）；《電能質量供電電壓允許偏差 》 (GB12325 一 1990）等規(guī)定其電網(wǎng)的電壓標準主要有： ( l ) 500（ 330)kV 母線：正常運行方式時，最高運行電壓不得超過系統(tǒng)額定電壓的＋ 10％ 。最低運行電壓不應影響電力系統(tǒng)同步穩(wěn)定電壓穩(wěn)定、廠用電的正常使用及 下一級電壓調節(jié)。 ( 2 ）發(fā)電廠和 500kV 變電所的 220kv 母線：正常運行方式時，電壓允許偏差為系統(tǒng)額定電壓的 0％～十 10％ ；事故運行方式時為系統(tǒng)額定電壓的＋ 10％。 ( 3 ）發(fā)電廠和 220(330)kV 變電所的 110～ 35kV 母線：正常運行方式時，電壓允許偏差為相應系統(tǒng)額定電壓的 3％～＋ 7％；事故后為系統(tǒng)額定電壓的士 10％。 ( 4 )為保證各類用戶受電端的電壓質量，規(guī)劃設計中必須對潮流和電壓水平進行核算，電壓允許偏差值的范圍見表 3 一 1 。 以上數(shù)值應包括裕度在內，以便滿足規(guī)劃設計年限以 后的負荷增長。特別是低壓電網(wǎng)的容許電壓波動范圍可以用士 5％目標值來確定，即電力 380V為 399～36IV ，照明 220v 為 231～ 209V 。 220kv 母線電壓允許偏差值在 3％～＋ 7％飾范圍內，但各母線在不同時段的電壓偏差幅度不應大于 5％。 ( 5 ）各級電壓容許損失值的范圍，應經(jīng)計算滿足表 2— 1 的要求。 表 21 電壓允許偏差值的范圍 額定電壓 電壓允許偏差值的范圍（ V） 百分數(shù) 高壓 220KV 235400～ 213400 7%～ 3% 110KV 117700～ 106700 7%～ 3% 35KV 37450～ 33950 7%～ 3% 中壓 10KV 10700～ 9700 7%～ 3% 低壓 電力 380V 406～ 354 177。 7% 照明 220V 231～ 198 5%～ 10% 畢業(yè)設計說明書（論文） 第 20頁 表 22 各級電壓電網(wǎng)的電壓損失分配表 額定電壓 電壓損失分配值（ %） 變壓器 線路 22KV ～ 3 1～ 2 110KV 2～ 5 3～ 5 35KV 2～ ～ 10KV 及以下 2～ 4 4～ 8 其中： 110KV 線路 配電變壓器 低壓線路（包括接戶線） 2～ 4 ～ 3 ～ 5 ( 6 ）對變電站和配電網(wǎng)中的電壓監(jiān)測點，各級電壓用戶受電端的電壓考核點，宜配置具有連續(xù)測量和統(tǒng)計功能，精度為 1 級的電壓監(jiān)測儀。 ( 7 ）沖擊負荷及波動負荷引起電網(wǎng)電壓波動、閃變，必須滿足國標《電能質量一電壓波動和閃變》（ GB12326～ 2020）的規(guī)定。 2． 3 無功補償規(guī)劃原則 無功補償?shù)脑瓌t 無功補償應按國家有關規(guī)定執(zhí)行獷其主要內容： ( l ）電力系統(tǒng)的無功電源和無功負荷，在高峰和低 谷時都應采用分（電壓）層和分（供電）區(qū)基本平衡的原則進行配置和運行，并應具有靈活的無功調節(jié)手段與檢修備用。 ( 2 ）電力系統(tǒng)應有事故無功電力備用，以保證負荷集中區(qū)在正常運行方式下，突然失去一回線路，或一臺最大容量無功補償設備，或本地區(qū)一臺最大容量發(fā)電機（包括發(fā)電機失磁）退出運行，能保持電壓穩(wěn)定和正常供電，而不致出現(xiàn)電壓崩潰。 ( 3 ）無功補償設備的配置與設備類型選擇，應進行技術經(jīng)濟比較。 220kV 及以上電網(wǎng)，應考慮提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。 ( 4 ) 220～ 500kV 電網(wǎng)，應按無功電力分 層就地平衡的基本要求配置高低壓并聯(lián)電抗器，以補償超高壓線路的充電功率。一般情況下，高低壓并聯(lián)電抗器的總容量不宜低于線路充電功率的 90 % ，高低壓并聯(lián)電抗器的容量分配畢業(yè)設計說明書（論文） 第 21頁 應按系統(tǒng)的條件和各自的特點全面研究決定。 ( 5 ) 330～ 500kV 電網(wǎng)的受端系統(tǒng)，應按輸人有功容量相應配套地安裝無功補償設備。其容量（ kvar）宜按輸人容量（ kW）的 40％～ 50％計算。分別安裝在向其供電的 220kV 及以下變電所中。 （ 6 ） 220kV 及以下電網(wǎng)的最大自然無功負荷，可按式（ 2— 11）計算 max maxLLQ KP? （ 2— 11） 式中 maxLQ —— 電網(wǎng)最大自然無功負荷； maxLP —— 電網(wǎng)最大有功負荷（發(fā)電負荷和外網(wǎng)送人負荷） 。 K —— 自然無功負荷系數(shù)。 K 值的大小與城網(wǎng)結構、電壓層次和用戶構成有關，可計算得出，一般可選 — 。 ( 7 ）水輪發(fā)電機調相。遠離負荷中心的水電廠，一般可不考慮調相。處在受端系統(tǒng)內的，經(jīng)技術經(jīng)濟比較認為合理時，應配備有關調相運行的設施進行調相運行。 ( 8 ）無功電源中的事故備用容量，應主要儲備于運行中的發(fā)電機、調相機和靜止型動態(tài)無功補償裝置中，以便在電網(wǎng)因無功不足而可能導致發(fā)生電壓崩潰事故時，能快速增加無功電源容量，保持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。 ( 9 ）電網(wǎng)的無功補償可采取用戶端分散就地補償與電業(yè)變電站集中補償相結合的方式，以利于降低電網(wǎng)損耗和有效地控制電壓質量。 ( 10 ）無功補償裝置主要是配置可手動／自動 頻繁投切的并聯(lián)電容器組。電容器組宜采用密集型電容器組或單臺大容量有內放電電阻的電容器構成，并應具有功率因數(shù)或電壓控制的自動投切功能。 ( 11 ）用戶變電站配置的并聯(lián)電容器組，需具有按功率因數(shù)控制的自動投切功能。個別地區(qū)用戶站經(jīng)電業(yè)同意也可以采用電壓控制的自動投切，在輕負荷電壓過高時應禁止向電業(yè)變電站倒送無功功率。 ( 12 ）變電站應合理配置恰當容量的無功補償裝置，保證 500kV 及以下變電站在最大負荷時中低壓側出線不小于表 2— 3 所示的功率因數(shù)規(guī)定值。 ( 13 ）為限制大容量沖擊性負荷、波動負荷對 電源產(chǎn)生電壓驟降、閃變以及非線性畸變負荷對電網(wǎng)注人諧波的影響，必須要求用戶就地裝設靜止無功補償裝置（ SVC）。 表 23 功率因數(shù)規(guī)定值 畢業(yè)設計說明書（論文） 第 22頁 變電站高壓側電壓 變電站中低壓側出線功率因數(shù) cos 無功補償配置原則 500KV 一般可不裝設電容器組；低壓電抗器容量不宜低于 500KV 線路充電功率的90% 220KV ～ 裝設電容器組的容量一般為主變容量的 12%～ %； 220KV 電纜進線的終端站應裝設低壓電抗器，其容量不宜低于 200KV 電纜充電功率的 110%；變電站毗鄰大中型 發(fā)電廠的情況下，滿足電壓控制范圍可不配置電容器組 110KV ～ 裝設電容器組的容量一般為主變容量的 15%～ 20% 1 0KV ～ 裝設電容器組的容量一般為配電壓器容量的 20%～ 30% ( 14 ）為保持電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行、防止電壓崩潰，提高區(qū)外受電容量有特殊要求時，經(jīng)技術經(jīng)濟比較合理后，可考慮配置無功補償裝置。 （ 15）經(jīng)調相調壓計算，在系統(tǒng)各種運行方式下變電所母線的運行電壓不符合電壓質量標準時，應研究增加無功補償設備以滿足電壓質量標準。在增加無功補償設備無效 果或不經(jīng)濟時，可選用有載調壓變壓器（除上述情況外，不宜采用有載調壓變壓器）。 按電壓原則進行補償 并聯(lián)補償?shù)淖罨疽笫牵簼M足負荷對無功電力的基本需要，使電壓運行在規(guī)定的范圍內，以保證電力系統(tǒng)運行的安全性和可靠性。當電廠出線電壓在 220kv 及以下時，其母線電壓一般不宜高于額定電壓的 10％。因此，各級電網(wǎng)的送受端允許有 10 ％的電壓降。線路壓降越大，輸送無功電力越多。從利用發(fā)電機無功容量考慮，按電壓原則進行無功補償，可以讓線路多輸送些無功畢業(yè)設計說明書（論文） 第 23頁 電力給受端。這一原則適用于無功補償容量少，尚不能按經(jīng)濟 補償原則來要求的電力系統(tǒng)。按電壓原則補償，使電網(wǎng)中無功流動量加大和流動距離增加，電網(wǎng)有功損耗將相應提高。 按經(jīng)濟原則進行補償 在電力系統(tǒng)無功補償設備充裕，電網(wǎng)運行管理水平較好的情況下，并聯(lián)無功補償應按減少電網(wǎng)有功損耗和年費用最小的經(jīng)濟原則進行補償和配置，即就地芬區(qū)分層平衡。 500(330) kV 與 220(110)kV 電網(wǎng)層間，應提高運行功率因數(shù)，甚至不交換無功。一個供電公司是一個平衡區(qū)，一個 500kV 變電所可作為一個供電區(qū)， 35～ 220kV 變電所均可作為一個平衡單位，以防止地區(qū)間無功電力 大量流動。對用戶則要求最大有功負荷時，功率因數(shù)補償?shù)?～ 。而且要求補償容量隨無功負荷的變化及時調整平衡，不向系統(tǒng)送無功。 無功補償優(yōu)化 經(jīng)濟合理地配置無功補償設備，不但可以提高電力系統(tǒng)運行經(jīng)濟性，而且能夠節(jié)省電力建設投資。而要得出最佳補償容量和配置方案，其計算工作量很大。但目前隨著計算機技術的發(fā)展，現(xiàn)代計算工具完全可以勝任這一工作。 2． 4 無功補償容量的配置 在規(guī)劃出全系統(tǒng)或局部地區(qū)所需要的無功補償總容量后（注：如果不是按第二節(jié)中無功潮流優(yōu)化模型獲得的無功容量），需將其配置到用戶和各級 變電所中去，配置方式按第三節(jié)中的原則要求，并考慮到適當集中補償容量，以利于節(jié)省投資和無功控制。 用戶的補償容量 目前我國對用戶尚未要求按經(jīng)濟原則（即在最大負荷方式時，要求用戶基本不接受系統(tǒng)供給的無功，功率因數(shù)達到 ～ ；在非最大負荷方式時，用戶應及時調節(jié)補償容量，不向系統(tǒng)送無功）進行補償。按經(jīng)濟補償原則，用戶需要安裝有效的控制設備并具有較高的運行水平。 對用戶的補償容量在《全國供用電規(guī)則》 4 .3 條中已有規(guī)定：“無功電力應就地平衡，用戶應在提高用電自然功率因數(shù)的基礎上，設計和裝 置無功補償設備，并做到隨負荷和電壓變動及時投人和切除，防止無功電力倒送”。用戶在當?shù)毓╇娋忠?guī)定的電網(wǎng)高峰時的功率因數(shù)，應達到下列規(guī)定： 高壓供電的工業(yè)用戶和供電裝置有帶負荷調整電壓裝置的用戶，功率因數(shù)畢業(yè)設計說明書（論文） 第 24頁 為 以上； 其他 100kVA ( KV）及以