! Y qm
Uq = I qs 。
( 1)
Y Y ! Y ! Y U ( q+ 1) 1
( q+ 1) 2
( q+ 1) q
( q+ 1) m
q+ 1
0
Y m1
Y m2
! Y mq
! Y mm
Um
0
式( 1) 中, Y ij 为电网络导纳矩阵的元素; Ui ( i = 1, 2, !, m) 为第 i 个节点的电压, 是未知量; I ks ( k = 1, !, q) 为第 k 个电源的电流源电流, 是已知量。!为系数行列式, 式( 1) 的解为
是无功功率沿电力网传送却要引起功率损耗和电压 损耗。因此, 并联电容补偿无功功率, 可以改变电力 网的无功潮流分布, 改善用户处的电压质量, 减少网 络中的功率损耗和电压损耗。
传统的无功补偿装置主要为同步调相机和并联 电容器。但是相比较并 联电容器具有 补偿简单经
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河北工业科技
第 26 卷
济、灵活方便和应用范围广等优点, 已被广泛安装在 配电网中作为无功补偿、电压调节、改善功率因数以 及电网经济运行的手段。
第 26 卷第 5 期 2009 年 9 月
河 北工业科 技
H ebei Jour nal of Industr ial Science and T echno log y
文章编号: 1008 1534( 2009) 05 0303 06
V ol. 26, No . 5 Sept. 2009
并联电容无功补偿对电网电气参数的影响
Key words: capacito r; energ y sav ing and consumption reducing ; pow er lose
电力系统并联电容大多是针对某个节点进行无 功补偿。因为无功功率的产生虽然不消耗电能, 但
收稿日期: 2008 12 24; 修回日期: 2009 02 28 责任编辑: 陈书欣 作者简介: 郭小燕( 1979 ) , 男, 河 北石家 庄人, 讲 师, 硕士, 主要 从事电力系统运行、控制与分析方面的研究。
2 补偿电容容量的确定[ 4~ 7]
2. 1 无功补偿总容量确定 以 10 kV 的电网为例, 无功补偿的总 容量, 可
按下式计算:
QC = 1. 15QD - Q G - QR - QL , 式中: QC 为容性无功补偿设备的总容量; QD 为最大 的自然无功负荷; QG 为本网发电机的无功功率; Q R 为主网和邻网输入的无功功率( 负荷的变化) ; QL 为 线路和电缆的充电功率。 2. 2 无功补偿度
( 1. Shijiazhuang T r aining Cent er, H ebei Electr ic Pow er Co rporat ion, Shijiazhuang Hebei 050001, China; 2. H ebei Cang zhou Bo haix inqu Po wer Supply Company , Cangzhou H ebei 061113, China; 3. Hebei N ing jin P ow er Supply Co mpany, N ingjin H ebei 055550, China)
结果具有规律性, 约定电源节点编号从 1 开始, 依次 到 q; 其后的节点编号次序任意。电源以电流源描 述, 记为 I ks , k= 1, !, q。
电网的节点电压导纳矩阵方程为
Y 11
Y 12
! Y1q
! Y 1m
U1
I 1s
Y 21
Y 22
! Y2q
! Y 2m
U2
I 2s
Y q1
Y q2
! Y qq
RS ( QL V
QC -
QLC ) ,
精确求解:
| E| 2=
V+
RSP L + X SQS V
2
+
X SP L + RSQS V
2
,
第5期
郭小燕等 并联电容无功补偿对电网电气参数的影响
30 5
其中:
Q S = QL - Q C - QL C 。
输 -
QC Se
QLC ) 。
! A mm
0
式( 2) 中, A ij 为式( 1) 中导纳矩阵对应元 素( i , 说, ∀i 是一个已知量。
2)。
2. 4 稳定运行电压需要确定补偿容量
设补偿的无功容量为 QLC , 线路末端输出功率为
Se; 始端电压为 E; 负荷 S= PL + jQL ; 线路容性充电功
率 QC; 线路阻抗 ZS = RS + jX S 。则电压变化为
V=
RSP L +
X S ( QL V
QC -
Q LC ) +
j X SPL +
cos
=
P S
=
P
2 L
+
( QC +
PL Q C1 +
QE -
QL ) 2 ,
补偿前的平均功率因数为 cos 1, 补偿后的平均功
率因数为 cos 2, 则补偿容量可用下述公式计算:
QC = P L ( t an 1 - t an 2 )
或写成
QC = PL (
1- cos2 cos 1
1-
1- cos2 cos 2
郭小燕1, 王 峰1, 孙国才2, 侯桂祥3
( 1. 河北省电力公司石家庄电力培训中心, 河北石家庄 050001; 2. 河北省沧州渤海新区供电分公 司, 河北沧州 061113; 3. 河北省宁晋县供电公司, 河北宁晋 055550)
摘 要: 根据 十一五 规划, 在整个 十一五 期间单位 GDP 能耗要下降 20% 左右。这一规划目标 在全社会掀起了大力提倡降耗节能的高潮。电力企业一直重视降耗节能, 其中并联电容无功补偿 是电力企业节能降耗的主要措施之一。目前关于并联电容的研究大都集中在优化的目标和手段上 面, 而忽略了电容器的投入对电网中其他节点电气参数的影响方面的探讨和分析。通过实例分析, 说明了并联电容器的投切对整个网络的电气参数都有影响, 即并联电容器的投入不仅对补偿节点 的电压和无功注入产生了影响, 而且对电网中节点间的支路功率损耗产生影响, 同时也对电网元件 对地支路的功率损耗产生影响。
Abstract: T he plan that the unit GD P energ y consuming must descend 20% in the eleventh five has been an aim. It causes
the tide of energ y saving and consumptio n reducing in the w ho le so ciety. T he pow er enterprises hav e impo rtant role fo r that and the r eact ive pow er compensation of the parallel connectio n capacito rs is one o f the main measures fo r enter pr ises. At pr esent, most studies abo ut the par allel co nnectio n capacit ors are for cused on the compensatio n tar get and measures, while negleeting the devo tio n o f the capacitor s to the parameter s o f t he other nodes. In this paper, t he fact is co nfo rmed that the electr ic par amet er s of the who le net wo rk is influenced by the capacitor s. Once the capacito rs ar e sw itched on, the vo ltag e and r eact ive po wer o f co mpensation nodes ar e affect ed, and the pow er lose among t he nodes is chang ed, and at the same time reactive pow er lose be tw een t he node and the ea rth is chang ed to o.
图 1 电容器动态投切图
F ig . 1 Capacito r dynamic switch
1. 3 混合投切方式 实际上就是静态与动态补偿的混合, 一部分电
容器组使用接触器投切, 而另一部分电容器组使用 电力半导体器件。这种方式在一定程度上可做到优
势互补, 该方式比起单一的投切方式拓宽了应用范 围, 节能效果更好。补偿装置选择非等容电容器组, 这种方式补偿效果更为理想。还可采用分相补偿方 式, 可以解决由于线路三相不平衡造成的损失。
当线路输送有功功率 P 时, 在输电线的电阻上产
生使线路始端电压上升的电压分量, 而线路输送感性
无功功率 Q, 在输电线路的电抗上则会产生使线路始
端电压下降的分量。因此需要进行容性无功补偿, 以
提高系统电压质量, 保证系统电压在合格范围内。
3 电容器投切前后网络功率变化的理论分析
3. 1 补偿电容器前的网络方程[ 8 ~ 12] 设电网络具有 m 个节点, q 个电源。为使所得
电网的无功补偿水平用无功补偿度表示, 由下 式计算( 网络中无功补偿度不应低于部颁标准 0. 7 的规定) :