配网无功功率优化问题研究(2)
1.1 课题的研究背景和意义
随着我国经济的不断的发展，用电用户对配电网的容量要求越来越高，各个地区的10kv以下的配网系统给当地地区供给电量50%左右，但是，一直以来，我国大部分的配网系统正常运行都在自然功率因数以下。无功容量的不足并且响应慢是目前我国配网系统存在的比较大的问题，每年都会造成巨大的线路损耗、电气设备损耗以及经济损耗。无功补偿对于配电网的经济运行非常的重要，配电网直接和电气设备连接，系统的线路和设备所消耗的无功功率一定要平衡，不然，系统的电压会不稳定，产生波动。发电机向配网中输送配网所需的无功时，由于输送电能的距离很长，会导致很多问题。所以，一般都在系统中装补偿装置发出无功来补偿配电网中消耗的无功[1]。
配网中除了要分析上述的容量问题，还要重视能源和环境，这两方面的问题越来越严峻，我国对经济性和环保都很重视，但是又不能很快地解决这些问题，因为用户的用电质量也要有保证。所以这两个方面的问题需要结合起来考虑和分析研究。
对配网进行无功优化能够保证系统的经济运行，还能均衡负荷，降低损耗。为了用户能够得到安全、可靠、经济的电能，就要对配电网进行无功补偿。对配电网系统进行无功优化，不仅是对优化处的那段电网有作用，对于整个大的配网系统都有优化作用：（1）能够改善电能的质量；（2）能够降低整个系统的线路损耗；（3）能够提高线路的输电线路。综上所述，研究配网的无功补偿不管是对配网的安全运行还是对配网经济效益都有很有效的作用[2]。
1.2 国内及国外目前无功补偿技术发展情况
1.3 本文主要内容
针对于上文描述的无功优化背景以及目前国内的配网中无功优化存在的问题和发展方向，本文主要的结构如下：
第一章绪论，分析了当今配网中的无功优化的发展背景，应用范围以及其中所存在的问题，与国外的无功优化做了简单的比较；
第二章配网无功规划基本理论，探讨了无功优化运用了原理和效果，以及应用无功补偿时遵循的一系列准则，为后面的章节奠定基础；
第三章配网无功优化相关模型，主要研究了无功优化所需运用的元件模型和无功补偿装置模型，其中对并联电容器模型单独做了分析描述；
第四章无功功率优化计算分析，主要分析了目标函数、约束条件和适应度函数，本章还介绍了网损的计算方法，最后对潮流计算进行了探讨，单独介绍了前推回代潮流计算的原理；
第吹冰章基于半遍历算法的无功优化程序设计，对该算法的基本程序设计流程进行了分析；
最后是对这次论文完成的总结，和对无功优化的展望。
2 配电网无功规划基本理论
2.1 无功补偿原理与作用
本文主要分析应用并联电容器，就其降低配网损耗进行研究。主要原理为：
（1） 降低有功功率损耗
电力网运行时，运行的质量要看线损的程度，线损和通过导线的电流成正比关系。原有输送功率： ，线路电阻： ，则线路上原有损耗 为：
（2-1）
如果在上述线路补偿了无功容量 ， 仍不变，那么传输的无功就是 ，有功损耗 为：
（2-2）
上述因补偿而减少的有功损失 ΔΔP 为:
（2-3）