電力系統(tǒng)分析(地方無功補(bǔ)償)課程設(shè)計(jì)PPT

1、1地方電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償?shù)胤诫娏ο到y(tǒng)無功補(bǔ)償 指導(dǎo)老師：尹 虹 學(xué) 生： -2-地方電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)項(xiàng)目一、原始資料一、原始資料二、設(shè)計(jì)任務(wù)二、設(shè)計(jì)任務(wù)三、系統(tǒng)各元件參數(shù)表三、系統(tǒng)各元件參數(shù)表四、無功補(bǔ)償方案四、無功補(bǔ)償方案五、驗(yàn)證補(bǔ)償后經(jīng)濟(jì)性五、驗(yàn)證補(bǔ)償后經(jīng)濟(jì)性六、感受及建議六、感受及建議3 一一 、原始資料、原始資料 在某一實(shí)際地方電力系統(tǒng)中，有一電廠，裝機(jī)容量為在某一實(shí)際地方電力系統(tǒng)中，有一電廠，裝機(jī)容量為3800KW，功率功率 因數(shù)因數(shù)0.8常年可發(fā)。一條常年可發(fā)。一條10KV線路向本地方負(fù)荷供電，另一條線路向本地方負(fù)荷供電，另一條35KV 線路與主系統(tǒng)相聯(lián)，將多余電力送入主系統(tǒng)或從

2、主系統(tǒng)受電。線路與主系統(tǒng)相聯(lián)，將多余電力送入主系統(tǒng)或從主系統(tǒng)受電。 原電力系統(tǒng)電源及負(fù)荷點(diǎn)情況，簡化后的接線圖如下：原電力系統(tǒng)電源及負(fù)荷點(diǎn)情況，簡化后的接線圖如下： 按規(guī)定，送入主系統(tǒng)功率的功率因數(shù)不得高于0.8，否則罰款0.01元/kvarh，本地方電壓水平不得低于額定電壓的5%，為此，該地方電網(wǎng)管理機(jī)構(gòu)決定進(jìn)行無功補(bǔ)償、及電壓無功的綜合控制來提高供電質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。注：圖中，負(fù)荷的單位為（kWjkvar），括號(hào)外為最大負(fù)荷，括號(hào)內(nèi)為最小負(fù)荷。 -4-二、設(shè)計(jì)任務(wù)（1 1）利用電力系統(tǒng)潮流計(jì)算分析當(dāng)前電網(wǎng)存）利用電力系統(tǒng)潮流計(jì)算分析當(dāng)前電網(wǎng)存 在的問題。在的問題。（2 2）設(shè)計(jì)無功補(bǔ)償方案。

3、）設(shè)計(jì)無功補(bǔ)償方案。（3 3）無功補(bǔ)償裝置的選擇。）無功補(bǔ)償裝置的選擇。（4 4）電壓無功綜合控制方案的制定）電壓無功綜合控制方案的制定（5 5）補(bǔ)償后的經(jīng)濟(jì)性分析）補(bǔ)償后的經(jīng)濟(jì)性分析 -5-三、系統(tǒng)各元件參數(shù)表：表一：變壓器參數(shù) -6-系統(tǒng)各元件參數(shù)表：表二：架空線路參數(shù) -7-四、無功補(bǔ)償方案 無功補(bǔ)償?shù)幕靖拍顭o功補(bǔ)償?shù)幕靖拍?各種補(bǔ)償方案的特點(diǎn)各種補(bǔ)償方案的特點(diǎn) 并聯(lián)電容器補(bǔ)償?shù)乃姆N具體方案并聯(lián)電容器補(bǔ)償?shù)乃姆N具體方案 提出四種及以上方案，按照工程設(shè)計(jì)思想進(jìn)行論提出四種及以上方案，按照工程設(shè)計(jì)思想進(jìn)行論證，初步篩選出兩種方案進(jìn)一步論證。證，初步篩選出兩種方案進(jìn)一步論證。 采用試補(bǔ)法，

4、在補(bǔ)償點(diǎn)處試補(bǔ)無功功率，再算潮采用試補(bǔ)法，在補(bǔ)償點(diǎn)處試補(bǔ)無功功率，再算潮流，確定補(bǔ)償后的末端電壓、上網(wǎng)功率因數(shù)、地流，確定補(bǔ)償后的末端電壓、上網(wǎng)功率因數(shù)、地方電網(wǎng)的網(wǎng)損率、年運(yùn)行費(fèi)用等，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性及方電網(wǎng)的網(wǎng)損率、年運(yùn)行費(fèi)用等，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性及可行性比較，確定最終無功補(bǔ)償方案。可行性比較，確定最終無功補(bǔ)償方案。 -8-五、驗(yàn)證補(bǔ)償后經(jīng)濟(jì)性1、原始電網(wǎng)存在的問題：網(wǎng)損耗、末端電壓、上、原始電網(wǎng)存在的問題：網(wǎng)損耗、末端電壓、上網(wǎng)功率因數(shù)等數(shù)據(jù)。網(wǎng)功率因數(shù)等數(shù)據(jù)。2、補(bǔ)償后電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性：網(wǎng)損率、上網(wǎng)功因數(shù)、補(bǔ)償后電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性：網(wǎng)損率、上網(wǎng)功因數(shù)、投資費(fèi)用、回收年限等數(shù)據(jù)。投資費(fèi)用、回收年限等數(shù)據(jù)。 總結(jié)

5、補(bǔ)償后經(jīng)濟(jì)性，綜合考慮上網(wǎng)功率因數(shù)、總結(jié)補(bǔ)償后經(jīng)濟(jì)性，綜合考慮上網(wǎng)功率因數(shù)、網(wǎng)損率、年運(yùn)行費(fèi)用說明地方電網(wǎng)經(jīng)過無功補(bǔ)償網(wǎng)損率、年運(yùn)行費(fèi)用說明地方電網(wǎng)經(jīng)過無功補(bǔ)償后的改善情況。后的改善情況。9 潮流計(jì)算的方法及優(yōu)缺點(diǎn)1、計(jì)算機(jī)算法(計(jì)算機(jī)算法指的是通過建立數(shù)學(xué)模型、確定解算方法、制訂框圖、編制程序。)優(yōu)點(diǎn)：計(jì)算比較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)模型，缺點(diǎn)；許多原始數(shù)據(jù)，還是要靠手動(dòng)獲得。10 潮流計(jì)算的方法及缺點(diǎn)2、手算方法優(yōu)點(diǎn)：通過手算可加深對(duì)物理概念的理解。缺點(diǎn)：循環(huán)電流（功率）產(chǎn)生于環(huán)網(wǎng)中變壓器變比的不匹配。11 12 電力系統(tǒng)潮流計(jì)算：在給定的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行條件下確定電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)（包括母線電壓相量，網(wǎng)絡(luò)中的

6、功率分布和功率損耗）。13開式網(wǎng)的潮流計(jì)算14 開式網(wǎng)的潮流分布計(jì)算的步驟：開式網(wǎng)的潮流分布計(jì)算的步驟： 1、根據(jù)電力網(wǎng)接線圖求各元件參數(shù)，并作出等值電路 圖，化簡等值電路; 2、具體的做法是：即假設(shè)網(wǎng)絡(luò)全網(wǎng)電壓額定，計(jì)算電力網(wǎng)中各變電所的運(yùn)算負(fù)荷和各電源的運(yùn)算功率，并將其接至相應(yīng)節(jié)點(diǎn)，從而消去變壓器阻抗支路和所有導(dǎo)納支路，化簡后的等值電路中至包含了線路阻抗、運(yùn)算負(fù)荷和運(yùn)算功率; 3、求功率分布; 4、求電壓分布。 15 地方網(wǎng)的特點(diǎn)電壓低、線路短、輸送功地方網(wǎng)的特點(diǎn)電壓低、線路短、輸送功率小，在潮流計(jì)算中可以采取下列簡化：率小，在潮流計(jì)算中可以采取下列簡化： 1、等值電路不計(jì)導(dǎo)納，即等值電路

7、只有阻抗支路； 2、不計(jì)阻抗中的功率損耗，即元件的首端功率等于末端功率； 3、不計(jì)電壓降落的橫分量； 4、在計(jì)算中，可用額定電壓代替實(shí)際電壓。16 兩類過程兩類過程 簡單輻射形網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算有兩類基本過程。過程過程1:1: 已知同一端的功率和電壓，求另一端功率和電壓；過程過程2:2: 已知始端電壓、末端功率，求始端功率、末端電壓（以此居多）；或已知末端電壓、始端功率，求末端功率、始端電壓。17 過程1：從已知功率、電壓端，用公式齊頭并進(jìn)逐段求解功率和電壓。求功率求電壓求功率求電壓求功率求電壓計(jì)算起點(diǎn)計(jì)算終點(diǎn)V4 (已知)S4(已知)12341圖：已知同一點(diǎn)電壓和功率求輻射形網(wǎng)絡(luò)潮流18 過程2

8、： 總結(jié)為“一來、二去”共兩步，一來即：設(shè)所有未知電壓節(jié)點(diǎn)的電壓為線路額定電壓，用公式從已知功率端開始逐段求功率，直到推得已知電壓點(diǎn)的功率；二去即：從已知電壓點(diǎn)開始，用推得的功率和已知電壓點(diǎn)的電壓，選用公式，往回逐段向未知電壓點(diǎn)求電壓。求功率求電壓求功率求電壓求功率求電壓計(jì)算起點(diǎn)計(jì)算終點(diǎn)S4(已知)V1 (已知)3214圖： 已知一點(diǎn)電壓、另一點(diǎn)功率求輻射形網(wǎng)絡(luò)潮流電力系統(tǒng)的調(diào)壓單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式Page 20電力系統(tǒng)的調(diào)壓 電壓是電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。電壓是電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。對(duì)電壓質(zhì)量的衡量，是以電壓偏移是否超過對(duì)電壓質(zhì)量的衡量，是以電壓偏移是否超過允許值為標(biāo)準(zhǔn)

9、。保證電壓偏移在允許的范圍允許值為標(biāo)準(zhǔn)。保證電壓偏移在允許的范圍內(nèi)，是電力系統(tǒng)運(yùn)行的主要任務(wù)之一。內(nèi)，是電力系統(tǒng)運(yùn)行的主要任務(wù)之一。調(diào)整電壓的目的：調(diào)整電壓的目的： 保證供給用戶用電設(shè)備的電壓不超過允保證供給用戶用電設(shè)備的電壓不超過允許的偏移范圍是電力系統(tǒng)電壓調(diào)整的基本目許的偏移范圍是電力系統(tǒng)電壓調(diào)整的基本目的。的。21 電力網(wǎng)的功率損耗主要產(chǎn)生在輸電電力網(wǎng)的功率損耗主要產(chǎn)生在輸電線路和變壓器上。線路和變壓器上。 一部分損耗與傳輸功率有關(guān)一部分損耗與傳輸功率有關(guān), ,主要主要產(chǎn)生在線路和變壓器的串聯(lián)阻抗上，稱產(chǎn)生在線路和變壓器的串聯(lián)阻抗上，稱為變動(dòng)損耗，這部分損耗占比重較大；為變動(dòng)損耗，這部分

10、損耗占比重較大； 另一部分損耗僅與電壓有關(guān)，產(chǎn)生另一部分損耗僅與電壓有關(guān)，產(chǎn)生在線路和變壓器的并聯(lián)導(dǎo)納上，稱為固在線路和變壓器的并聯(lián)導(dǎo)納上，稱為固定損耗，如變壓器的勵(lì)磁損耗和線路的定損耗，如變壓器的勵(lì)磁損耗和線路的電暈損耗。電暈損耗。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，電力系統(tǒng)有功功率損耗最據(jù)統(tǒng)計(jì)，電力系統(tǒng)有功功率損耗最多可達(dá)到總發(fā)電量的多可達(dá)到總發(fā)電量的20%30%20%30%，這大大，這大大增加了發(fā)電和輸配電設(shè)備的容量，造成增加了發(fā)電和輸配電設(shè)備的容量，造成了動(dòng)力資源的浪費(fèi)、電能成本的提高，了動(dòng)力資源的浪費(fèi)、電能成本的提高，進(jìn)而影響整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)。進(jìn)而影響整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)。22 四種方案的初步確定四種方案的初步確定 方案

11、一：方案一：B、C、D三點(diǎn)同時(shí)補(bǔ)（不滿補(bǔ)）大方式運(yùn)行，補(bǔ)償量620kvar，分別為B點(diǎn)補(bǔ)120kvar，C點(diǎn)補(bǔ)300kvar，D點(diǎn)補(bǔ)200kvar小方式運(yùn)行，補(bǔ)償量350kvar，分別為B點(diǎn)補(bǔ)70kvar，C點(diǎn)補(bǔ)160kvar，D點(diǎn)補(bǔ)120kvar方案二：方案二：C、D兩點(diǎn)同時(shí)補(bǔ)大方式運(yùn)行，補(bǔ)償量500kvar，分別為C點(diǎn)補(bǔ)300，D點(diǎn)補(bǔ)200小方式運(yùn)行，補(bǔ)償量280，分別為C點(diǎn)補(bǔ)160，D點(diǎn)補(bǔ)12023 四種方案的初步確定四種方案的初步確定 方案三：方案三：B、C、D三點(diǎn)同時(shí)補(bǔ)（滿補(bǔ)）大方式運(yùn)行，補(bǔ)償量774kvar，分別為B點(diǎn)補(bǔ)171kvar、C點(diǎn)補(bǔ)346kvar、D點(diǎn)補(bǔ)257kvar小方

12、式運(yùn)行，補(bǔ)償量483kvar，分別為B點(diǎn)補(bǔ)107kvar、C點(diǎn)補(bǔ)216kvar、D點(diǎn)補(bǔ)160kvar方案四：方案四：一點(diǎn)補(bǔ)大方式運(yùn)行，即D點(diǎn)補(bǔ)257kvar小方式運(yùn)行，即D點(diǎn)補(bǔ)160kvar24 方案的分析方案一、方案二：方案一、方案二：則對(duì)末端電壓水平提高較明顯，上網(wǎng)功率因數(shù)、網(wǎng)損率降低也較明顯，所以初步選擇這兩個(gè)方案，并對(duì)這兩個(gè)方案進(jìn)行定量分析。方案三方案三:雖然對(duì)末端電壓水平有所提高，上網(wǎng)功率因數(shù)、網(wǎng)損率有所降低，但一次投資太大，所以該方案不可取。方案四方案四:雖然補(bǔ)償量少了，一次投資不大，但對(duì)末端電壓水平提高不明顯，上網(wǎng)功率因數(shù)、網(wǎng)損率降低不明顯，所以該方案不可取。25方案的初步選擇方

13、案的初步選擇 1、先對(duì)四種方案進(jìn)行定性分析，初步選出兩種方案2、對(duì)初步選出的兩種方案進(jìn)行定量計(jì)算3、根據(jù)計(jì)算結(jié)果，對(duì)這兩種方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較4、選出最佳方案26 271 電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基本要求是電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基本要求是: :在電力系統(tǒng)在電力系統(tǒng)保證正?？煽窟\(yùn)行保證正常可靠運(yùn)行, ,保證電能質(zhì)量的前提下保證電能質(zhì)量的前提下, ,盡量提高電能生產(chǎn)和輸送盡量提高電能生產(chǎn)和輸送的效率的效率, ,降低供電成本降低供電成本. . A = Pt A = Pt（kWhkWh）（1 1）變動(dòng)損耗）變動(dòng)損耗: :與電力網(wǎng)輸送的功率成正比與電力網(wǎng)輸送的功率成正比, ,約占約占網(wǎng)損的網(wǎng)損的80%80%，（2

14、2）固定損耗）固定損耗: :與電力網(wǎng)元件兩端的電壓成正比與電力網(wǎng)元件兩端的電壓成正比, ,約占網(wǎng)損的約占網(wǎng)損的20%20%。28對(duì)初步選擇的兩種方案對(duì)初步選擇的兩種方案列表進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較列表進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較表一：三點(diǎn)補(bǔ)償（大方式補(bǔ)620kvar 小方式補(bǔ)350kvar）cos)(kVUD(%)var)(kQ)(元O)(萬元F29對(duì)初步選擇的兩種方案對(duì)初步選擇的兩種方案列表進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較列表進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較表二：兩點(diǎn)補(bǔ)償（大方式補(bǔ)500kvar 小方式280kvar）cos)(kVUD(%)var)(kQ)(元O)(萬元F30年58 . 1859.14-268.144.5000-5800. 5-FF

15、OOn方案的進(jìn)一步確定：方案的進(jìn)一步確定：所以選擇方案一所以選擇方案一大方式：大方式：小方式：小方式：年512. 02695.122363.155200. 21500. 3-FFOOn31 做潮流計(jì)算，為了假設(shè)一個(gè)合適的電壓，跟計(jì)算機(jī)成了“形影不離”的好朋友。接下來，無功補(bǔ)償，為了最大限度滿足經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，采取試補(bǔ)法。讓計(jì)算量達(dá)到了一個(gè)高潮，功夫不負(fù)有心人，最后我們還是成功地找到了相對(duì)較佳的方案，即方案一（三點(diǎn)不滿補(bǔ)）。32一、潮流計(jì)算，很需要耐心與細(xì)心，因?yàn)槌绷饔?jì)算是“牽一發(fā)而動(dòng)全身”的，即一點(diǎn)算錯(cuò)，步步皆錯(cuò)。二、無功補(bǔ)償方案的初步確定，有種無從下手的感覺，因?yàn)閯傞_始思路不太明確。經(jīng)過老師的耐心指導(dǎo)，同學(xué)們的幫助，才恍然大悟。方案的初步選擇，我們首先是定性地分析，選出兩種方案，對(duì)這兩種方案要用數(shù)據(jù)證明，所以對(duì)這兩種方案進(jìn)行定量分析。計(jì)算中遇到的問題計(jì)算中遇到的問題33 通過本學(xué)年對(duì)電力系統(tǒng)分析的通過本學(xué)年對(duì)