无功优化及中低压电压无功控制设备的应用

论文摘要

电力系统无功优化是保证电力系统安全、提高供电质量和经济效益的重要措施。在当前创建节约型社会的大背景下,电力企业持续推进节能降损工作。由于无功优化具有减小网损、提高系统稳定性等优点,其重要性已经得到了广泛的关注。上海闵行地区经济高速发展,但部分地区电压稳定问题和无功问题仍较为突出。因此,进行闵行地区中低压电网的无功优化研究,对于改善电网无功电压水平、提高电网运行效率具有重要意义。本文对上海闵行地区变配电网无功电压现状进行分析,并提出闵行电网无功电压优化运行方案;本文重点介绍了变电站电压与无功功率最优化控制技术(VQC装置),提出VQC装置技术实用化的建议和要求。本文所做工作对于改善城市配电网的无功电压水平以及促进城市配电网的无功电压建设具有积极的意义。首先,本文阐述了无功优化的国内外研究历史,介绍了各类无功电压控制设备与无功电压控制手段,总结了目前无功优化常用的基本数学模型及各类相关的约束条件,综述了无功补偿原则、无功补偿设备的配置容量和无功电压设备运行管理的方案。接着,本文介绍了上海闵行地区变配电网无功电压的现状,分析电网无功电压问题的产生原因,并根据电网设备发展和运行的实际情况,提出闵行电网无功电压优化运行方案。然后,本文着重介绍了综合自动化变电站VQC装置的原理、发展和应用,并以闵行供电分公司为例,介绍对VQC装置定值进行修正和改进的方法,使其达到逼近最优、避免区域振荡以及设备不频繁动作的要求,实现变电站电压合格与无功就地补偿的目标。最后,本文关注到低压配电网无功补偿装置利用率低的问题,尤其针对居民用户和办公大楼等未安装滤波和无功补偿设备的用户的无功补偿水平进行了研究,找出治理对策,给出解决这些用户无功补偿和滤出高次谐波的经济实用的技术方案。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的来源、目的和意义
• 1.2 研究现状介绍
• 1.2.1 国外无功优化研究发展
• 1.2.2 国内无功优化发展
• 1.3 常用无功补偿和电压调节设备
• 1.3.1 同步发电机
• 1.3.2 输电线路
• 1.3.3 变压器
• 1.3.4 并联电容器
• 1.3.5 并联电抗器
• 1.4 动态无功补偿技术
• 1.4.1 静止无功补偿器（SVC）
• 1.4.2 静止同步补偿器（STATCOM）
• 1.5 本文的主要工作
• 第二章 电网无功优化的研究
• 2.1 引言
• 2.2 无功优化的一般模型
• 2.3 无功优化目标函数
• 2.3.1 电力系统网损最小
• 2.3.2 无功储备最大化
• 2.3.3 最小化各约束的总越限量
• 2.3.4 最优化无功电压运行质量
• 2.3.5 最优化控制设备动作量
• 2.3.6 多目标无功优化
• 2.4 无功优化约束条件
• 2.4.1 等式约束
• 2.4.2 不等式约束
• 2.5 变电站无功补偿的基本要求
• 2.5.1 无功补偿的原则
• 2.5.2 无功补偿设备的容量配置
• 2.5.3 无功补偿设备的运行和管理
• 2.6 本章小结
• 第三章 闵行电网电压无功现状及分析
• 3.1 引言
• 3.2 闵行电网概述
• 3.3 闵行电网无功电压现状
• 3.3.1 母线电压合格率完成情况
• 3.3.2 变电站母线电压分析
• 3.3.3 无功补偿现状
• 3.4 闵行电网无功优化措施
• 3.5 本章小结
• 第四章 变电站VQC 装置原理及在现场运行中的改进
• 4.1 引言
• 4.2 变电站电压无功控制原理
• 4.2.1 变电站电压无功控制计算
• 4.2.2 综合自动化变电站电压无功优化策略
• 4.2.3 VQC 装置实现原理和传统9 区图法的局限
• 4.2.4 VQC17 区的调节原理
• 4.3 闵行地区VQC 装置运用情况
• 4.4 “17 区自动调节”方式的策略改进和定值调整
• 4.4.1 无功上、下限定值和辅助上、下限值的设定调整
• 4.4.2 电压上、下限的辅助修正
• 4.4.3 时间定值的合理设定
• 4.4.4 策略改进和定值修正的总结
• 4.5 “17 区自动调节”的应用效果
• 4.5.1 运用“17 区自动调节”的效果
• 4.5.2 无功补偿效果的定量分析
• 4.5.3 原有定值对无功补偿效果的缺陷
• 4.6 “17 区自动调节”方式定值的再修正
• 4.7 “17 区自动调节”方式的推广应用
• 4.8 本章小结
• 第五章 低压小用户无功控制设备的研究
• 5.1 引言
• 5.2 低压小用户无功现状
• 5.3 谐波对并联电容器的影响
• 5.3.1 谐波过负荷
• 5.3.2 并联电容器对谐波电流的放大作用
• 5.4 3 次阻波器的试验应用
• 5.4.1 3 次阻波器原理
• 5.4.2 3 次阻波器的技术参数
• 5.4.3 3 次阻波器的保护
• 5.4.4 3 次阻波器的仿真试验
• 5.5 5、7 次滤波器的试验应用
• 5.5.1 互感电路的基本概念
• 5.5.2 5、7 次滤波器的电路原理
• 5.5.3 5、7 次滤波器的仿真试验
• 5.5.4 5、7 次滤波器的保护
• 5.6 仿真试验的结论
• 5.7 本章小结
• 第六章 全文总结
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
• 上海交通大学硕士学位论文答辩决议书