电网并联电容器装置电抗率的优化设计

论文摘要

本文针对在电力系统工程设计和安全运行中备受关注的并联电容补偿装置的谐波响应与抑制对策问题,在研究、分析系统容量、背景谐波、电容装置及其电抗率之间相互关系的基础上,就电容装置中电容器与电抗器优化组合课题进行深入研究。首先,在了解本课题背景、意义以及国内外研究动态的基础上开展本论文工作,作为电网无功电源最主要设备的电容装置是容性设备,它的接入改变了电网的谐波阻抗特性,在未采取措施或措施不当的情况下,对高次谐波呈放大作用,一旦参数匹配时还会发生谐振,使电容装置和相连电网中邻近电器设备遭受严重损伤甚至烧毁,因此,研究电容装置与谐波的相互影响,以及采取的抑制措施,是涉及电容装置的设计与运行,乃至关系到接入电网安全经济运行的重要问题;其次,阐述了串联电抗器的相关知识以及不同电抗率电容装置对谐波的影响,在此基础上提出了电容器与电抗器优化组合的原理和目标;然后,进一步阐述了不同电抗率组合方案的约束条件以及谐波综合阻抗验算;最后,对电抗率组合方案进行了技术经济比较综合评优,并在工程实用案例分析的基础上对吴江舜湖变工程实践进行了电抗率组合方案的设计选择,给出了工程项目解决方案。从充分发挥并联电容器装置的无功补偿和抑制谐波的综合效益出发,研究提出以各电容支路中所串接的电抗器容量总和最小为目标函数,以电网电压波形畸变符合国标规定和电容器运行电压与电流满足安全要求,以及满足功率因数考核要求等为约束条件,寻找最佳电抗率组合模式。本文以实例说明对各种备选的组合方案进行技术经济比较,验证串联电抗器容量总和最小的组合方案总体占优。同时通过对电力系统实际应用的工程案例的分析讨论,从中积累经验与吸取教训,获取在工程设计和安全运行上可参照的依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 国内外研究动态
• 1.3 本论文的主要内容
• 第二章 电容装置电抗率优化组合基本原理与目标
• 2.1 串抗的定义和属性
• 2.2 串抗设计中处理谐波方面存在的问题
• 2.2.1 存在谐波问题的原理
• 2.2.2 串联电抗率合理性分析
• 2.3 电抗率优化组合的目标
• 2.4 本章小结
• 第三章 电容装置电抗率组合方案设计要素
• 3.1 电抗率组合方案约束条件
• 3.1.1 电压波形畸变约束条件
• 3.1.2 用户注入系统的谐波电流限制
• 3.1.3 电容器组的谐波电流限制
• 3.1.4 电抗器组的谐波电流限制
• 3.1.5 合闸涌流限制
• 3.1.6 投入电抗器组的数量约束条件
• 3.2 综合谐波阻抗验算
• 3.3 避免不同电抗率的电容支路发生谐振
• 3.4 本章小结
• 第四章 电容装置电抗率组合方案的技术经济比较
• 4.1 组合方案的技术经济比较
• 4.2 组合方案综合评优
• 4.3 本章小结
• 第五章 电容装置电抗率组合方案实例分析
• 5.1 概述
• 5.2 工程实用案例
• 5.2.1 不同电抗率组合案例
• 5.2.2 房山变电站电容装置的组合模式
• 5.2.3 汤阴、信阳变电站电容装置的组合模式
• 5.2.4 渡东变电站电容装置的组合模式
• 5.2.5 宝庆变电所采用变参数串抗实施可调组合
• 5.2.6 晋云变电所电容装置组合模式
• 5.2.7 金塔小容量电容装置采用组合模式
• 5.3 本章小结
• 第六章 吴江舜湖变工程设计实践
• 6.1 舜湖变电容装置改造的原因
• 6.2 组合方案的设计选择
• 6.2.1 设计条件与设计要求
• 6.2.2 组合方案设计选择
• 6.2.3 仿真计算
• 6.3 改造工程进展情况说明
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢