大型工业企业配电网电压无功控制策略

论文摘要

随着工业生产的飞速发展,其对电力的需求也日益增长,同时,也对供电可靠性和供电质量提出了更高的要求。作为电能质量的一个重要指标,电压幅值是否合格对于工业生产设备安全运行和产品质量等具有相当大的影响。对于大型工业而言,其用电设备多属于消耗大量无功功率的负荷,用电量大,功率因数低的特点决定了大型工业企业需要从供电端吸取大量的无功功率,严重影响了供电质量。单靠供电端电压调节无法满足其生产对于电压的要求,必须加强自身配电网的电压无功调节能力,以保证其生产的安全进行。论文以拥有一个或数个220kv变电站的大型工业企业配电网为研究对象,以实际工程为切入点,通过分析其负荷性质和配电网特点,发现大型工业企业变压器容量远大于所带负荷,造成配电网损耗主要集中在变压器上。然后通过分析变压器损耗与其负载率及运行电压的关系,提出了变压器最小损耗电压的概念,并根据负载率的不同将变压器运行状态分为三个区间,并给出了各区间变压器最佳运行电压的计算方法,以此提出了大型工业企业配电网电压无功控制策略。控制策略以满足生产的电压质量和监测点功率因数为首要目标,在此基础上通过调节首端变压器分接头和配电网内电容器,控制下级变压器的运行电压稳定在变压器最佳运行电压附近以尽量降低变压器损耗。考虑到大型工业企业无功补偿现状,提出以负荷预测为基础的具体实现方案。即根据对未来一天24小时整点时刻的有功、无功负荷预测情况,计算各首端变压器低压母线的最佳运行电压,然后对配电网进行潮流和网损的仿真计算,找出一组最优的电容器投切和变压器分接头调整方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 大型工业企业配电网电压无功控制的意义
• 1.2 变电站电压无功控制研究现状
• 1.2.1 控制策略
• 1.2.2 控制方式
• 1.2.3 实现方式
• 1.3 大型工业企业配电网电压无功调节现状
• 1.4 论文所作工作的章节安排
• 2 变电站电压无功控制的基本策略
• 2.1 变电站电压无功控制的目标
• 2.2 变电站电压无功控制的基本原理
• 2.3 并联补偿电容器和有载调压变压器的调压特性
• 2.3.1 并联补偿电容器
• 2.3.2 有载调压变压器
• 2.4 常用变电站电压无功控制策略分析
• 2.4.1 基于单个变电站参数的控制策略
• 2.4.2 基于负荷预测的控制策略
• 2.4.3 基于专家系统的控制策略
• 2.5 变电站电压无功控制的改进方向
• 2.5.1 控制目标的确定原则
• 2.5.2 动作判据的制定原则
• 2.5.2 电压无功控制的改进方向
• 2.6 本章小结
• 3 大型工业企业负荷及其配电网特点分析
• 3.1 大型工业企业负荷特性分析
• 3.1.1 负荷特性指标
• 3.1.2 各工业企业负荷概况
• 3.1.3 工业企业无功负荷构成
• 3.1.4 某钢厂负荷特性分析
• 3.2 大型工业企业配电网特性分析
• 3.2.1 大型工业企业配电网特点介绍
• 3.2.2 某钢厂配电网特点分析
• 3.3 本章小结
• 4 大型工业企业配电网电压无功控制策略
• 4.1 变压器损耗分析
• 4.2 变压器最佳运行电压的选择
• 4.3 大型工业企业配电网电压无功控制策略
• 4.3.1 控制的目标
• 4.3.2 电压无功综合控制的动作判据及整定计算
• 4.3.3 具体实现
• 4.4 算例验证
• 4.4.1 应用软件简介
• 4.4.2 工程背景介绍
• 4.4.3 配电网无功补偿装置简介
• 4.4.4 配电网运行情况分析
• 4.4.5 配电网电压无功综合控制仿真结果分析
• 4.5 本章小结
• 5 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学位论文和参与项目