摘 要：研究了在主配电馈线上安装固定和可调并联电容器的优化配置问题，以减少功率与能量损耗，从而取得最佳净经济节约价值。提出的基于优化技术的通用计算程序可求解最佳固定和可调电容器组容量、最佳安装位置、最佳投切时间。该模型适应不均匀馈电线上实际的无功负荷分配。数字实例证明了代表性的实际主配电馈线上无功优化配置的经济节约价值。
关键词：主配电馈线； 无功优化； 数学模型
中图分类号：TM 715； TM 727.2▲
OPTIMAL LOCATION OF FIXED AND SWITCHABLE SHUNT CAPACITORS
ON PRIMARY DISTRIBUTION FEEDERS
Zhou Shuangxi, Wang Qi
(Tsinghua University, Beijing 100084, China)
Abstract：In order to reduce loss of power and energy and to optimize the net monetary savings, this paper studies optimal location of fixed and switchable shunt capacitors on primary distribution feeders. By the new general procedure based on optimization technique, the optimal capacity, the optimal location and the optimal switching on-off time of fixed and switchable shunt capacitors, are solved. The proposed model may also be used to analyze practical reactive load distribution on non-uniform feeders. Numerical examples show that net monetary savings from optimization of reactive load distribution on practical primary distribution feeders are large.
Keywords：primary distribution feeders； reactive power optimization; mathematical model▲
0 引言
众所周知，由于配电网处在电能输送的末端，电压低，损耗大，降低配电网的损耗具有重要意义。1994年我国供电线损率平均为8.73%，与先进国家相比约差3%(日本1995年供电线损率约为5.5%)，节能潜力十分巨大。配电网节能有多方面措施，如降低供电线损率，采用高效节能电器、配电变压器和电动机的就地无功补偿、电动机调速节能、升压(或降压)运行、实现配电自动化等。本文仅就主配电馈线上固定和可调电容器的最佳配置，即无功优化问题进行讨论。
通常在涉及电容器配置的无功优化研究中都假定沿馈电线上无功负荷是均匀分布的，导线截面是一致的。但是，这在主配电馈线上往往不是这样。由此假定导出的确定馈电线上固定电容器组容量和安装位置的［2n/(2n 1)］(其中n为不小于1的整数)规则［1］，求得的无功补偿方案可能不是最优，在节约价值估算上会引起较大误差。
本文阐述了一种可以计算在不均匀导线的主配电馈线上，当给定安装顺序时如何决定固定与可调电容器的最佳容量、安装位置和投(切)时间的实用程序，在模拟中采用沿馈电线随时间而变的、不均匀的无功负荷。关于使用电容器的任何讨论都应该考虑由于安装电容器而带来的综合经济效益，为此本文考虑了固定与可调电容器安装投资的不同。
1 不均匀的负荷和馈电线的数学模型
1.1 规格化等值主配电馈线［2，3］
为了提供解算各种不同性质设计问题的通用程序，本文将研究的主配电馈线表示成图1。图1中各电容器的类型不明确。本文用M表示固定电容器组，N表示可调电容器组。例如，若第i组电容器是可调的，那么就以i∈N表示。
图1 主配电馈线示意图
Fig.1 Schematic diagram
of primary distribution feeders
为了简化理论推导，把一条实际的配电线路处理为一条等值的单位长度均匀的配电线路，为此：
a.假定实际配电线路上有k个线段。选定一个rj，即第j条线段每千米的欧姆数，作为等值均匀配电线路每千米的电阻值。然后，第i段长度修改为：
 (1)
式中 Li是第i条线段以千米为单位的实际长度；ri是第i条线段每千米的欧姆数；Lui是等值均匀配电线路第i段以千米为单位的线段长度。
|
