配电网无功功率优化研究
无功优化方法
各节点最大综合负荷； 第三步：建立以网损和无功设备投资最小化为目标的无功配置优
化模型，用潮流方程作为约束条件，且对状态变量和控制变量做 出限定； 第四步：设各无功负荷点的最大综合负荷作为初始补偿容量，用 蚁群算法求出最佳补偿点。 第五步：将补偿点最大综合负荷相加，并求出各点最大综合负荷 在其中所占比例，将网络最大无功缺额按此比例分给补偿点，作 为该点最高级补偿容量，而各点最大综合负荷为次高级补偿容量。 第六步：确定其他各级补偿容量。
目标函数：
连式续中性的。C函H数（中xi）参被数定x的义值为决S形定函了数此，节其点作是用否是投将入离补散偿的电开容关器特。性表示为
约束条件：
分为等式约束（系统潮流约束）和不等式约束 （变量约束）
补偿容量的确定（在有限的补偿点上合理确定补偿容量）
常见方法： 以提高功率因数为目的、以降低线损需要为目的、以提高运 行电压为目的、用补偿当量确定补偿容量等
▪ 现代算法：对各种规划方案进行择优决策，按照随机启发 式的搜索技术来寻优。如：蚁群算法、遗传算法、禁忌搜 索、模拟退火法、人工神经网络、专家系统等。
▪ 本文采用蚁群算法（多样性、正反馈） 1）是一种自组织算法（随机性）；2）本质上并行（全
局搜索能力）； 3）正反馈；4）具有较强的鲁棒性。
系统化的无功配置
本文所用方法： 将配电网中各无功负荷点的最大综合负荷之和作为全网最大 的无功缺额，将所缺容量按比列分配给所选补偿点，作为各 补偿点的最高级补偿容量。
（用无功负荷阶梯图确定分级补偿容量。）
某节点日无功负荷曲线台阶图
日无功平均值：
无功负荷图的台阶分布情况
10kV配网输电线路无功优化补偿研究
。 ｝
方式 的 特 点 ， 其 加 以改进 ， 引 入模 拟 退 火 因子 算法 ， ２ 不 同的变 异 操 作结 合 起来 ， 满 足 全局 寻 优 能力 的 同 时 ， 高 了算 法 的 收 对 并 将 种 在 提 敛速 率 。将 改进 后 的差 分进 化 算法 应用 于 某县 城 １ Ｖ配 电网 的无 功优 化 求解 中 ， ０ｋ 验证 了该 算法 和 模型 的 正确 性和 有 效性 。
（） ３ 从根节 点开始 ， 将支 路 电流 代入 式Ｅ＝ Ｉ Ｚ 中计算 出支
路的电压降 。
１ 配 电 网 无 功 优 化 的理 论 分 析
在 电力 系统中 ， 电网处于末端环节 直接与 负荷 相联 。因 配 此， 负荷将从配 电网中吸收 所需 的无 功功率 。电力线路本 身在 输配 电过程 中也要消耗一部分无 功功率 。 在配 电网 中，０ｋ １ Ｖ配
对 配 电 网 网 络 分 层 后 ， 潮 流 计 算 步 骤 如 图 ２所 示 。 具 体 其 计 算步骤如下 ： （） 始 化 各 节 点 电 压 ， 假 设 为 １初 都 ， 于 线 路 末 端 的 负 由
通 ， 得 向量 ， 。 求 电压在 规定 范围 内等 ， 配 电网在运 行 中有功 损耗最 小 、 使 运行 荷 数 据 为 已知 ， 过 式 Ｓ （） ２ 利用 网络的辐射状 结构 ， 过式， ， ， 川 从线路末 通 一 经济性最好 ， 以求 得 电容 的最优 补偿位 置和容量 。本 文研究 的 向前 推 得 到 各 支 路 电流 。 内容 是配 电 网稳态运 行 、 系统 负 荷给 定 情 况下 的 无功 优 化 问 端 开 始 计 算 ， 题 ， 时 采 用 差 分 进 化 算 法 （ ｆ ｒｎｉｌ ｖ ｌｔ ｎ 对 １ Ｖ 配 同 Ｄｉｅｅｔ ｏ ｉ ） ａＥ ｕ ｏ ０ｋ 网 输 电线 路 的 无 功 优 化 补 偿 进 行 研 究 。
浅谈低压配电网中对无功补偿方式的应用及优化
并分析负荷波动 同步时差。 根据 “ ／ 法则 ， ２３ 模拟为一条主线的配电网可 以确定数学意义上的２ ３ ／ 位置作为最佳装置地点 ， 而等效负荷２ ３ ／ 的有功损 耗即为优化配置的最终效果。 若网路简化结果为双叉线路， 则应分别对分叉 主线进行优化 ， 最后通过等效转换公式完成系统总体最优配置方案。 综上所述 ， 低压配电网络中对输配线路的无功补偿能够起到相当显著 的降损 稳压 效果 ， 其是 对 补偿方 式 进行优 化 整合 之后 ， 尤 可以选 取 科学 的设 置 安装地 点 ， 计算 出最 优 的负荷 损 耗 降低效 率 以及 无功 功率 改 善 因数 。 于 基 低压配电系统网络的错综复杂， 可以合理借鉴高 中压配电网的无功补偿办 法， 尽量简化线路结构 ， 熟练地运用 “／ 法则” ２３ 并将其有效结合在配置方
三 、 低压 配 电 线路 无 功 补 偿 的最 优 配 置
低压配电网无功补偿配置需要确定两点， 一是装置的安装位置 ， 二是 补偿容量 ， 对这两个参量的最佳组合即为低压配 电网无功补偿的最优配置。 对低压配电网络系统进行无功补偿优化配置时， 首先要选择某一方向
上 负荷量 最 大 、 离最 长 的线 路 ， 以将 其 默认 为 主 线 ， 距 可 损耗 占用 较低 的 支
我国经济建设水平逐渐提高， 低压配电网路中的配 电变压器面临着 日益提高 的供电压力 ， 越来越多的负荷量明显地加剧了输电线路的损耗和供电质量的 恶化。 因此 ， 在低压配 电网中普及无功补偿方式， 并选取科学合理的优化组 合， 能够有效地提高供电系统的功率， 稳定配电网的正常运行 。
一
办法或将几种方式进行有机结合， 合理应用 。
案 中。
参 考文 献 ［ 】 李征 光． １ 中低压 配 电网的无功 补偿 优 化 ［］ 农村 电气 化， ０ （） Ｊ． ２ ６９． ０
面向对象的配电网无功补偿配置优化算法研究
ＤＯＩ １ ． ９ ９／ ．ｓｎ １ ０ － ４ ２ ２ １ ． ０ ０ ６ ： ０ ３ ６ ｊ ｉ ． ０ ９ ９ ９ ． ０ ２ １ ． １ ｓ
面 向对 象的配 电网无功补偿 配置优化算法研究
汤 毅
（ 州供 电局 有 限公 司 ， 广 东广 州 ５ １０ ） 广 Ｉ １４ ０
摘要 ：提 出一种针对配 电网无 功优 化的面向对象建模方法 ，能更准确逼真地刻 画配 电网无 功补偿 问题。同时由于优化模 型的 目
ｄ ｓｒｂ ｔ ｎｓ ｓｅ ｉ ｓｄｔ ｓ ｅｖ ｌｄｔ ｆ ｈ ｔｏ ｈｓｐ ｐ ｒ ｉｔｉｕｉ ｙ ｔｍ ｓｕ ｅ ｔ ｔｈ ａｉ ｉ ｏ ｅｍｅｈ ｄｉ ｔ ｉ ａ ｅ ． ｏ ｏｅ ｔ ｙ ｔ ｎ
Ｋｅ ｒｓ ｅｃｉｅ ｏ ｅ ｐｉ ｚｔ ｎ ｈ ｎ ａｔ ｅｃｍｐｎａｉｎ ｂｅｔｏ ｅｔｄｐｏｒｍｍｉｇ ｙｗｏｄ ：ｒａｔ ｗ ｒ ｔ ａｉ ；ｓｕ ｔｅｃｉ ｏ ｅｓｔ ；ｏｊｃ－ ｒ ｎｅ ｒｇａ ｎ ｖｐ ｏ ｍｉ ｏ ｒ ｖ ｏ ｉ
问题 。
项 或 者 多项 性 能 指 标 （ 系统 有 功 网损最 小 或 者 投 资 和 年 运 行 费 用 最 小 等 ）取 得 最 优 值 的 一 种 方 法 。它 在保 证 电力 系统 安 全 、经 济 运行 ，降 低 网 损 、稳 定 系 统 电 压 等 方 面 是 一 种 重 要 的 调 节 手 段 。因 此 电力 工 作 者在 配 电网无 功 优 化方 面 做 了 大 量 的 工作 ，创造 出多 种 无功 优 化 算法 。其 中线 性规 划 法ｎ 忌算法 － 、禁 ｚ 、模糊 优化 法 的计算 速度 较快 ，易于在 线 实现 。而 非线性 规划 法 、混 合整 数规 划法 、遗 传算 法 、模 拟退 火法 的计 算速 度较 慢 ，不 利 于 在线 控 制 ，只适 用 于 规划 层 面 的无 功
农村配电网无功优化技术方案探析
化补偿策 略， 对提高 电压质 量与降低线路损耗 有重要意义 。 关键词 ： 农村 ： 电网； 功补 偿； 配 无 优化
势在 必行 。
行 无 功补 偿 的地 点 出现 较 大 的谐波 干扰 ， 就应 当 增加 滤 波装 置 。
２３ 无 功 补 偿 的 无 功 倒 送 问 题 ．
无 功 倒送 将 会 加 重配 电线 路 的负 担 ， 加配 电网 的损 耗 ， 农 增 是 村 配 电管理 中应 当极 力避 免发 生 的现 象 。如果 在农 村 电 能质 量低 、
！ ｓ Ｅ Ｅ！！ ！ ！ ！ ！！ ！！， ５日Ｅ Ｅ！ ！！ ！！ ！！ ！！！ ＝ 一
Ｉ 气１ 与 动 ｔ ｉｑｏ ｃ ｎｙＺｏ ｈ Ｉ － 自 化 Ｄｎｇｇ ｅ ｎ ｕ 电 － 程 ａ ｉｎｈｇｕｉ 技 术 方案 探 析
江 立 赵 颖 博
率 因数 不 是越 高 越 好 ，只 有适 当的 功率 因 数才 能 发 挥 降低 线 损和
３ 农 村 配 电网 无功 优 化补 偿 策 略 提 高经 济 效 益 的作 用 ： 二 ， 功 补 偿 装 置 的 安装 地 点 ， 偿 装 置 第 无 补 １ 应 当 安装 在 ｌ Ｖ 线 路 的 电容 器上 ， 样 才 能得 到 较 高 的 千 瓦数 ， ３． 无 功 优 化 补 偿 方 式 ０ｋ 这 采取 降压 和调 压 相 结合 、 压 补 偿和 高 压 补偿 相 结 合 、 散 补 低 分 节 能效 益才 能 充分 地 发挥 出来 。 农 村 配 电 网无 功补 偿 在 遵 循 充 分 发 挥 经 济 效益 的 原 则下 ， 还 偿 与集 中 补偿 相 结 合 的方 式 。低 压 配 电 网应 当将 用 户 侧分 散 补 偿 中压 配 电 网应 当将配 电变 压 器低 压 侧集 中补 偿 与 ｌ Ｖ ０ｋ 应 当遵 循 可行 性 和 便 于维 护 的 原则 。应 当慎 重地 选 用 无 功补 偿 的 作 为 重 点 ； 高 设备 ， 量选 取 性 能 优 越 、 护 较 少 和 便 于 管 理 的设 备 ， 如 拥 有 线 路 补偿 作 为 重点 ； 压补 偿应 当将变 电站 集 中补偿 作 为 重点 。配 尽 维 例
基于改进粒子群算法的配电网无功优化的研究
表示粒子的优劣 ， 然后通过迭代找到最优解． 在每
一
＝
次迭代 中， 粒子 所经历 的历史最好位置记为 Ｐ （ Ｐ … ， ， ，肼） 而整个 种群搜 索到 的最 Ｐ ， Ｐ … ｐ ，
， ｐ ） 在 …， ．
优位置可表示为 ｐ ＝（ ， ２ 加 Ｐ Ｐ ， ｇ
找到个体最优解和群体最优解后 ， 粒子根据以下两 个公 式来更 新 速度 和位置 ．
局部极 值附近 的粒子 都变 成不 活动粒 子时 ， 算法就
会陷入局部最优， 出现早熟现象． 所以， 对不活动粒 子施加 扰动或 对不 活 动粒 子 重 新 初 始 化可 以提高 本算法的搜索能力， 避免陷入局部最优． 如果粒子 ｉ
与粒 子 ｇ 的位 置差 △ 在给定 范 围 ＝０ ０ １ Ｆ， ．０ 内出 现 ＝４ 次 时 ， 可定 义粒子 为不活动 粒子． ． 则 △
济寿命年限
２ ２ 约束条 件 ．
式中 ｖ 为节点 ｉ ｊ 的电压幅值 ， Ｑ 第 台发电机的无
功 出力 ， 第 台发 电机 的端 电压 ， 第 ｋ台变 压 器 的变 比 ， Ｃ 第 台可投 切 电容器 的补偿容 量．
２． 平 束 ． １ 衡约 条件’ ２
３ 改进粒子群算法的无功优化流程图
状态变 量 ：
ｉ
无功优化数学模型包括技术 目标和经济 目 ， 标 本 文 以年运行 费用为无 功优 化 的 目标 函数 ：
ｎ
Ｍｎ ｉ Ｆ＝Ｋ × ｆ × ＋［ （ × ｃ ］ ｏ Ｐ 丁 ∑ Ｑ Ｃ） ０ ｉ
ｆ １ ：
≤ ≤ Ｖ （ ｍ ｉ＝ １２ … ， ） ， ， ｎ
８２ ５
佳 木 斯 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
配电网无功优化补偿的研究分析
１ 配 电网 无功优 化 补偿 的重 要意 义
电 力系 统 中对 无 功 的 需 求 主 要 来 自变 压 器 和 线 路 的 无 功 损
也大 大提 高 了配 电网运 行 的经 济性 。 （） 以有 效地 削减 配 电 网的 无功潮 流 ， 得 无功 潮 流 的分 布 ３可 使
减轻 了变压 器和 输 电线路 的 负担 。 耗、 电动机 的无功 负荷 ， 发 电机和 各类 无 功 补偿 装 置则 是无 功 电 而 更 加合 理 ，
源 的主要 来源 。 当供 电线 路输 送 的有 功功 率数 量一 定 时， 输送 的 其 无功 功率 越 多， 路上 电压 的损 耗 就越 大 。 此时 ， 对其 进行 适 当 线 若 的无 功补偿 ， 就会 大大 减少 线 路上 所需 要 输送 的 无功 功 率 ， 从而 大 大减 小 电压损 耗 ， 而 提 高 了电能 质量 。 进 由于配 电网是 直接 面 向广 大 电力用 户 的， 电能 质量 的好 坏 ， 其 将直 接 影 响到 广 大 电力用 户 的 用 电安全 。此 外 ， 如果 配 电网 的线 损过 高 ， 会严 重 影 响到供 电企 也 业 的效益 。 因此 ， 决 好配 电网的无 功 补偿 问题 ， 行无 功规 划 优 解 进
节 能 降耗 对 配 电网 的降损 没 有 帮助 。 ２２ 杆上 无功 补偿 。 都 有着 重 要 的现 实意 义 。 方面 ，由于 长期 以来 人 们没 有 充分 认 识到 电力系 统 无功 平 针 对 ｌ ｖ馈 线 沿线 的 公用 变压 器 进行 无功 补 偿 的方 式 被称 Ｏｋ 这 衡 的重 要性 ， 视 了对 无功 电源 的建 设 ， 成 了无 功 电力 缺额 的局 为杆 上无 功补偿 。 种补偿 方式适 于 负荷较重 且功率 因数较 低 的长 忽 造
浅谈配电网无功补偿方案和优化技术
【 键 词 】 电 网 ； 功 补 偿 ； 化 关 配 无 优
本 文 结合 广大 用 户 和 电力 部 门 共 同天 注 的 电 网补 偿 问 题 ， 重 点 分 析 和 比较 常 用 无 功 补 偿 方 案 的 特 点 ， 加 上 对 尢 功 补 偿 技 术 再 的 分 析 ， 电网无 功补 偿 工 程 提 出 有 益 的建 议 和 因该 注 意 的 问题 。 为 配 电 网 无功 补 偿 方 案 的 比 较 通 常 配 电 网无 功 补 偿 方 案 有 四 种 ， 括 ： 电 站 集 中补 偿 ， 包 变 配 电线 路 固定 补 偿 ， 电变 低 压 补 偿 和用 电设 备 分 散 补 偿 。 配 １ 变 电站 集 中补 偿 。变 电站 集 中补 偿 装 置 包 括 ： 联 电 容 器 ， 、 并 同 步调 相 机 ， 止 补 偿 器 等 等 ， 要 针 对输 电 网 的无 功 平 衡 采 用 集 静 主 中补 偿 ， 要 目的 是 改 善 电 网功 率 因数 ， 高变 电所 的 电 压 和 减 少 主 提 无 功 耗 损 。赔 偿 装 置 通 常 都 连 接 在变 电站 的 ｌｋ Ｏ ｖ母 线 上 ， 来 补 用 偿 负 荷 的 无 功 功率 。补 偿 电 容 分 为 固定 补 偿 和 自动 补 偿 ， 功 负 有 荷 和 无 功 负 荷 是 通 向 变 化 的 ， 功 负 荷 发 生 变 化 随之 无 功 负 荷 也 有 发 生 变 化 ， 论 无 功 负 荷 怎 么 变 化 都 可 把 它 分 为 固定 部 分 和 变 动 无 部分 ， 因此 补偿 电 容 因该 采 取 固定 补偿 和 自动 补 偿 的相 结 合 的 方 法， 固定 补 偿 电 容 可 以 减 少 投 资 而 自动 补 偿 电 容 可 以 满 足 补 偿 需 求 ， 好 这 两 方 面 可 以使 变 电 站 集 中补 偿 管 理 容 易 ， 护 方 便 ， 做 维 这 种 方 案对 配 电 网降 损无 作用 。 ２ 配 电 线路 固定 补 偿 。线 路 补 偿 就 是 在 线路 杆 上 安 装 电容 器 、 从 而 实 现 无 功 补偿 ， 路 补 偿 远 离 变 电站 ， 护 难 配 置 ， 制 成 本 线 保 控 较高 ， 护 困难 ， 安 装 环 境 限 制 。因此 线 路 补 偿 的补 偿 点 不 宜 过 维 受 多， 补偿 容 器 不 宜 过 大 避免 出现 超 补 偿 现 象 ， 采 用 分 组投 切 控 制 不 法， 控制 方 法 因该 从 简 ， 对 过 电 流 和过 电压 的保 护 应 该采 用 熔 断 针 器 和 避 雷 器 。线 路 补 偿 主 要 提供 线 路 和 公 用 变 压 器 需 要 的 无 功 ， 由于 线路 补 偿 的投 资 成 本 少 ， 收快 捷 ， 理 方 便 等 优 点 ， 以 适 回 管 所 用 于 功率 低 ， 荷 重 的长 距 离 线 路 ， 路 补 偿 一 般 采用 固定 补 偿 。 负 线 ３ 配 电 变低 压 补偿 。配 电 变 低 压补 偿 是 目前 适 用 最 为 广 泛 的 、 补偿 方 法 ， 户用 电 的 日负 荷 变 化 很 大 ， 常 采 用 计 算 机 控 制 ， 用 通 跟 踪负荷波动情况分组投切 电容器补偿 ， 总补 偿 容 量 在 几 十 到 几 千 乏不等， 目的 就是 为 了提 高 用 户 功 率 因数 ， 现 无 功 平 衡 ， 而 降 实 从 低 配 电 网耗 损 和 改善 电 压 质 量 。但 由 于 配 电变 压 器 的 数 量 多 ， 安 装 地 点 比较 分 散 ， 以 补 偿 工 程 的 投 资 成 本 较 大 ， 护 工 作 量 大 ， 所 维 正 因如 此 要 求 厂 家尽 量 降低 装 置 的 成本 ， 高 装 置 的 可靠 性 。 提 ４ 用户设 备分 散 补偿 。据 调 查 ， 常 ｌ ｖ以下 电网 的无 功消 耗 、 通 Ｏ ｋ 总量 中 ， 压器 消耗率 占 ３ ％左右 ， 变 ０ 低压用 电设 备消耗 率 占 ６％左 右 。 ５ 由此 发 现 ， 低 压用 电设 备 上 实 施 无 功 补偿 非 常 有 必 要 ， 践 在 实 证 明 低 压设 备 无 功 补 偿 更 经 济 化 ， 果 非 常 好 ， 合 性 能 强 ， 得 效 综 值 推 广 ， 对 消 耗无 功最 多 的低 压 用 电设 备是 感 应 电动 机 ， 应 电 动 针 感 机 包 括 ： 田抽 油 机 ， 口装 卸 机 ， 山提 升 机 等 都 是 较 大 容 量 电 油 港 矿 动 机 ， 该 实施 随机 补 偿 。该 补偿 方 式 比上 述 三 种 方 式 的 优 点 有 ： 因
农村配电网无功补偿优化的研究
器 的 轻 载 和 空载 。又 进 一 步 降 低 了 配 电线 路 的功 率 因 数 。 我 们 知 道 。由 于 电力 系 统 存 在 着 大 量 的 无 功 负 荷 ，使 电 力 系统 在 传 输 有 功 功 率 的 同 时输 送 着 大量 的无 功 功 率 。 又 由于 无 功 补 偿 设 备 配 置 不 足 。 导 致 农 村 配 电 网 电压 降 低 、线 损增 大 、
短 时 间 内 ，造 成 线路 和 变压 器 的重 载 和 满 载 。农 村 用 电 所 能 达
到 的最 高 负 荷 。 受气 候 的 影 响 极 大 。其 最 大 负荷 值 的随 意 性 也
１ 中 ６８ 小企业科技 ２０． 容 量 不 足等 问题 较 为 突 出 。配 电 网是 电 力 网 负荷 端 。在 传 输 同 样 电 能 的 前 提 下 ，低 电压 产 生 的线 损 和 电压 降要 高 于 高 电
压 网 络 产 生 的 线 损 和 电 压 降 。 由 电 压 损 耗 算 式 △Ｕ ＝（ Ｒ ＋ Ｐ
维普资讯
。 罗星华
摘 要 ：本 文 结合 工作 实 际 ，分 析 了 目前 农 村 配 电 网 的现 大。每年 １ ０月 至 来 年 ３月 为低 谷 负 荷 时段 。在 这 时 段 内 。农
状 ，并 分 析 了农 村 配 电 网无 功 优 化 的重 大 意 义 。 本 文 介 绍 了 ４ 种 配 电 网无 功 补 偿 方 式 及 其 补偿 效 益 分 析 ，提 出 了在 农 村 配 电 网规 划 建设 中 ，无 功 补 偿 应 注 意 的 问题 、 计 算 无 功 容 量 以及 如
近 。且 其 用 电量 几 乎 与 变 压 器 容 量 成 正 比。 同 时 。由 于 农 电负 荷 的季 节 性 强 。 日负 荷 的 变 化 大 等 原 因 。造 成 在 配 电变 压 器 容 量 的选 择 时 。 为 了要 满 足 高 峰 时 段 负荷 或 最 大 负荷 的 需 要 。大
煤矿配电网中无功功率平衡问题研究
随负荷的增加而 略有下 降 ；而负荷支路 所需 的无 功功率 随 负荷增 加而增加 ， 其值 一般 比励磁 支路所需 的无功功 率小 ，
容量越小 ， 需求 的无 功功率越小 。电动机 的功率 因数 随负载 率 的减 小而减小 ， 一般 煤矿为 了设计 方便 ， 都采用 比实 际需 要偏 大功率 的电机 ， 成负载率进 一步降低 ， 际应用 中功 造 实 率 因数极低 。
变压器 串接的多电压级 网络 中 ， 变压器 中总 的无功 功率损 耗 相当可观 。例 如在一个 ３ 级变压 的网络中 ， 电厂至煤 矿为 发
率 由两部分组成 ： 一部 分是励磁支 路所需 的无 功功率 ． 另一
部 分是负荷支路所 需的无功 功率 。异 步电动机 主要是励 磁 支 路所需 的无 功功率 ， 当负荷 由零 到满载 时 ， 其变 化很 小 ，
３ｋ 中间经 ３ ／， ／． Ｖ， ５ Ｖ， ５６ ６０４ 降压 至煤矿设备 ． ｋ 所有变压器满
载时 ， 变压器 中总的无功损耗 约 占变压器负荷 的 ５ ％， 载 ７ 半 时占 ３ ％。由此可见 ， ９ 系统中变压器 的无功功率损耗所 占比 例相 当大 ， 比有功功率损耗大的多。
１ 电力 线 路 ． ２
的优化 目标是有功 网损 最小， 所采 用的控制手段有 改变有载调压变压器的分接 头位置和增加 电容 器补偿。 其
【 关键词 】 配电网； 煤矿 无功功率 ； 电容器补偿 ； 无功损耗 ； 节能减排
０ 引言
煤矿生产 中的开采 、 运输 、 提升 、 通风都需要功率很 大的
线路 ， 可忽略 电纳的影响 ， 消耗的无 功． 功率主要 由电抗引起 ，
式中： ＡＱ， 为线路 消耗的感性 无功功 率 ， ｖｒ， Ｋ ａ； 为线路
农村配电网无功优化新模式探讨
注： 图为待测电流 ， 上 中图为分 离谐波 ， 下图为基波 电流 。
只取 ｓ ￣ 、ｏ￣ 参 与运算 ， ｉ ｏ ｃＳ ｔ ｎｔ 即使 系统 电压 出现 畸变 ， 在计 算 中
也 不 会 出现 ， 因此 对 检 测 结 果 没 有 影 响 。 在 仿 真 中 还 发 现 ， 通 滤 波 器 截 止 频 率 和 阶 次 的选 择 对 电 低
模式［ 政 ” 的独立 控制 ， 就导致 电网各级调压 与补偿 设备 的全 网 式 这 和 电压稳定 ， 未能考虑 局部 与全 网的协调控制 。 由于这种模式往 协调性不够 ， 往往 出现上级 电网电压处于合格 区间范围下级 电 往会 出现用户端 电压偏低而用户端的调压手段 已全部用完 以及 网调节 手段 己用 尽 ， 用户 电压仍超 限的情 况 ， 时就需 依赖上 这
１ 农 村 电 网 电 压 现 状
目前 农 村 电 网存 在 的“ 电压 ’ 象 ， 些 必 须 通 过 电 网 升 低 ’ 现 有
全运行 、 线路损 失有着直接 的影 响 ］随着农村经济社会的快速 级改造才 能彻底 解 决， 。 有些可 在暂 时未能新 增布 点的条件 下 ，
发 展 ， 村用 电量 不 断增 高 ， 村 居 民对 电压 质 量 的要 求 也 越 来 通过充分挖掘现 有 电网调 压与无功补偿设 备的运行调节潜 力 、 农 农
３ 结 语
本 文 在 分 析 了 ２种 单 相 谐 波 和 无 功 电 流 的 算 法 后 ， 择 了 选 其 中较 优 的 一 算 法 进 行 了仿 真 研 究 ， 真 结 果 证 明 一 仿 算 法
确 实可 以良好地检 测出谐波 电流 。最后 ， 出了仿真 中滤 波器 给 选 择 的分析 ， 发现 ４阶 、 止频率 在 ４ ｚ的 巴特 沃 斯低通 滤 截 ０Ｈ 波 器最为合适 ， 以为实际应用提供 参考 。本文提 出的方法 同 可
含 的配电网动态无功优化方法
含的配电网动态无功优化方法随着电力系统的发展，含分布式能源的配电网已经成为了主流。
为了提高配电网的效率和稳定性，动态无功优化方法被广泛应用。
这篇报告将介绍含分布式能源的配电网动态无功优化方法的基本概念、目标和步骤，以及优化方法的应用和未来发展方向。
一、基本概念和目标动态无功优化方法是一种具有可调性和可靠性的调度方法，可以通过调节无功功率来控制电压的波动范围，从而保证电网的稳定性。
动态无功优化方法的目标是将无功功率的分配调度在合适的时间、空间和配电设备上，以减小无功损失和提高电网的功率因数。
二、优化方法的步骤动态无功优化方法的步骤包括以下几个方面：1.收集数据：通过数据采集系统、传感器和监视器等设备收集配电网的电量、电压和电流等数据，为后续的优化提供可靠的数据支持。
2. 建立模型：根据收集的数据，建立配电网的数学模型，包括线路拓扑结构、配电变压器和发电机等设备的参数，以及负荷和分布式能源的特性。
3. 评估当前状态：通过评估当前配电网的状态，包括无功功率的分配状况、电压波动范围和负荷水平等，找到需要优化的地方。
4. 制定优化策略：根据配电网的需求，制定无功功率的调度策略，包括调整无功功率输出的大小和方向、调整发电机的功率输出、调整变压器的抽头位置等。
5. 最优化调度：通过算法和模拟技术，实现最优化的无功功率调度方式，使配电网达到更好的功率因数和稳定性。
三、优化方法的应用动态无功优化方法在含分布式能源的配电网中广泛应用。
例如，在大规模风电和光伏发电的场景下，动态无功优化方法可以实现对有功功率和无功功率的联合调度，以稳定电网电压，减少电网电压的波动范围，提高电网的可靠性和稳定性。
此外，在电力市场中，通过动态无功优化方法，可以优化无功功率的调度，达到最佳的电网经济效益。
四、未来发展方向随着配电网技术的不断发展，动态无功优化方法也需要不断改进和创新。
未来的发展方向包括以下几个方面：1. 制定更加精细的调度策略，提高无功功率的分配精度和效率。
浅谈电力系统的无功优化和无功补偿全解
浅谈电力系统的无功优化和无功补偿王正风徐先勇摘要：电力系统的无功优化和无功补偿是提高系统运行电压，减小网损，提高系统稳定水平的有效手段。
本文对当前国内外的无功优化和无功补偿进行了总结，对目前无功补偿和优化存在的问题进行了一定的探讨和研究。
关键词：无功优化无功补偿非线性网损电压质量1前言随着国民经济的迅速发展，用电量的增加，电网的经济运行日益受到重视。
降低网损，提高电力系统输电效率和电力系统运行的经济性是电力系统运行部门面临的实际问题，也是电力系统研究的主要方向之一。
特别是随着电力市场的实行，输电公司（电网公司）通过有效的手段，降低网损，提高系统运行的经济性，可给输电公司带来更高的效益和利润。
电力系统无功功率优化和无功功率补偿是电力系统安全经济运行研究的一个重要组成部分。
通过对电力系统无功电源的合理配置和对无功负荷的最佳补偿,不仅可以维持电压水平和提高电力系统运行的稳定性, 而且可以降低有功网损和无功网损,使电力系统能够安全经济运行。
无功优化计算是在系统网络结构和系统负荷给定的情况下，通过调节控制变量（发电机的无功出力和机端电压水平、电容器组的安装及投切和变压器分接头的调节）使系统在满足各种约束条件下网损达到最小。
通过无功优化不仅使全网电压在额定值附近运行，而且能取得可观的经济效益，使电能质量、系统运行的安全性和经济性完美的结合在一起，因而无功优化的前景十分广阔。
无功补偿可看作是无功优化的一个子部分，即它通过调节电容器的安装位置和电容器的容量，使系统在满足各种约束条件下网损达到最小。
2无功优化和补偿的原则和类型2.1无功优化和补偿的原则在无功优化和无功补偿中，首先要确定合适的补偿点。
无功负荷补偿点一般按以下原则进行确定：1)根据网络结构的特点，选择几个中枢点以实现对其他节点电压的控制；2)根据无功就地平衡原则，选择无功负荷较大的节点。
3)无功分层平衡，即避免不同电压等级的无功相互流动，以提高系统运行的经济性。
基于PSO的配电网无功优化配置研究
（ 贵州电力试验研 究院 ， 贵州 贵 阳 ５ ００ ） ５ ０ ２
摘
要 ： 对配电网的特 点， 针 从运行经济性 角度 出发 ， 用粒子群寻优算 法， 出一种 以网损 最小为 目标 的电容 器无 采 提
功补偿优化算 法， 用来确 定补偿 电容 器的最佳补偿点和最佳补偿容量 ， 寻求最优 的无 功补偿 方案 。对 某实际配电线
控 制变 量约 束 ：
『 Ｕ ≤ Ｕ ≤ Ｕ ， ＝ １， ｉ ２… ，ｖ ，
，
是用 其 中一 部分 最 为粒 子 的邻 居 ， 么 在 所 有 邻 居 那 中的极值 就是 局 部极值 。
在 找 到这 两 个 最优 值 时 ， 子 根 据 如下 的公式 粒
ｔ 咖ｉ Ｑ Ｑ ≤ ≤ Ｑ Ｊ＝ １２ ， ， … Ｎ
）
来更 新 自己的速度 和新 的位置 。
＝ ｃ ×ｄ （Ｂｓ— ｒ ＋２ ｒ× ｇｓ — ｒ ７ ＋ ｌ ｒ× ｐｅ ｐ ） ｃ ×ｄ （Ｂｅ ｐｅ ｔ ｅ ｔ ）（ ）
行 的特 点 ， 负荷所需 的有 功功率 和无功功 率均需 所有 通过根 节点 提供 Ｊ 。在 配 电 网 中加 装并 联 电容器 可 以减小 线路 中流过 的无 功功率分量 ， 从而 降低配 网 线损 。但是 ， 应在 配 电 网何 处 安装 并 联 电容器 ， 装 安 的电容器容量有 多大 ， 要通过一定 的算法 来具体 确 需
２ １ ３月 第 １ ０ ２年 ５卷 第 ３期
２ １ ０ ２，Ｖｏ ，１ ｌ ５，Ｎｏ ３ ．
贵州电力技术
ＧＵＩ ＺＨＯＵ ＥＬＥＣＴＲＩ Ｐ Ｃ ＯＷ Ｅ ＴＥＣＨＮＯＬ Ｒ ＯＧＹ
电 网科 技
Ｐ ｗｅ ｉ ｃ ｎ ｌ ｇ ｏ ｒ Ｇｒｄ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ
配电网无功分层分片优化控制研究与实现
１ 引 言
长 期 以来 ， 低 配 电 网 的 网损 ， 高 配 电 网 运 降 提 行 的经 济 性 一 直 是 摆 在 配 电 网 运 行 人 员 面前 的 重 大 课 题 。在 国 家 电 网 公 司 开 展 的 智 能 电 网 建 设
制 策 略 ， 变 压 器 的 分 接 头 和 本 地 的 电 容 器组 进 对 行控 制 ， 以便 保 持 无 功 功 率 的 就 地 平 衡 。对 于 变 ／
章 介 绍 了 在 由 ２ ０ｋ 主 变供 电范 围内 构 成 的 片 网 中 ， 照 集 中 ～分 布 协 调 控 制 的 两 级 控 制 策 略 实 现 配 电 网 ２ Ｖ 按
的 无 功 优 化控 制 。其 中一 级 控 制 针对 负荷 的较 大 变化 ， 集 中 优 化 为 手 段 控 制 电容 器组 的投 切 ； 级 控 制 以 以 二
降耗 的重 要 措 施 。 配 电 网 无 功 优 化 是 以 整 个 变 ／ 电 网 台 ２ ０ｋ 主 变 供 电 范 围 ２ Ｖ 以 ２ Ｖ
对象， 对无功 补偿装 置 （ 般指 电容器 组 ） 一 的投切
和 变 压 器 分 接 头 的 调 整 进 行 决 策 ， 要 包 括 动 态 主 无 功 优 化 和 静 态 无 功 优 化 两 个 方 面 。动 态 无 功 优
２ １ 无 功 负 荷 变 化 的 特 点 ．
问题 的求 解进 行研 究 ， 以提高 计 算 的效率 。而静
态无功优 化 ｌ ＿ ５ 问 题 是 在 一 个 时 问 断 面 上 对 电
电 力 系 统 将 负 荷 的 变 化 分 为 较 大 变 化 、 般 一
变 化 和 波 动 等 几 种 类 型 。无 功 负 荷 与 有 功 负 荷 具
基于10kV配电网无功功率优化补偿的探究
ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ，ａ ｄ ｊ ｕ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｗ ａ ｔ ｔ ｌ ｅ ｓ ｓ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｉ ｓ ａ ｎ ｕ ｒ ｇ ｅ ｎ ｔ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ ｉ ｎ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ ． Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ，ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ，ｔ ｈ ｅ
１ 配 电网无功优化补偿
用 寿命 。电力 系统运行 中有一个 亟待解决 的 问题—一 无功 １ ． １ 无功补偿的基本原理 功率 的调节 。因为它 时刻影响着整 个系统 的功率 因数 、电
图ｌ 为正 弦交 流电路 中 ，电阻Ｒ源自电抗 元件ｘ 。 一 Ｘ 及复阻
设计ｓ研发
２ ｏ １ ３ ． １ ３
摘要 ：当前为确保 电源 电压的稳定以及延长 电气 设备的使用寿命 ，无功功 率的调节是电力系统运行 中有一个 亟
待解决 的问题。文 中基于 此 ，首先对比了配 电网无功优化补偿的各种常见方式 ，然后对 主要 的优化补偿方 式进 行 了分析 ，接着以晶 闸管控 制电路为研究 内容探讨 了无功补偿优化 系统 。这一 研究对于改进 电力 系统运行 的稳
・
１
０ Ｊ １
－
‘ ０
对县级配电网全网无功优化补偿的探讨
低压配电网的无功优化问题研究
一
数 和加强 无功人 工 补偿 ， 可以有 效降低 电网线 损 。
２ 无 功 补 偿对 提 高 电 网功 率 因数 的意 义
虽 然无 功功率 基本 上不 消耗能源 ， 但是 无 功功率 沿 电网传送 会引起 有功 功率损 耗和 电压损 耗 。 合理 的 配 置无 功功 率补偿 容量 ，改 善 电网无 功 潮流分 布 。 提 高功 率 因数 ， 可 以减 少 电网 中的有功 损耗 和 电压 损 既
１１ 无 功负 荷对 电压损 耗的 影响 ．
电 网线 损 率 是体 现 供 用 电企 业 经济 效益 和技 术
管 理 水平 的综 合 性 技术 指 标 。线 损 功率 的计 算 公 式
为：
ＡＳ Ｓ一 ＝ｌ ：
．
（ 班 ） １ ×０
２
电网线路 等值 电路 如 图 １ 所示 。
△
Ｕ ，
：Ｐ Ｒ＋ ２ 一 ．２ Ｘ Ｑ
，
（） １
Ｕ ，
式 中 ， 为 电 网线路 的额 定 电压 ，Ｖ； ２ ｋ ｕ 为元 件
电 网的损耗 、 电压 合格 率等指 标 与发达 国家 相 比有 较
大差距 ． 因电压不 合格 造成 的用户 电器损 毁 现象 时有 发 生 。尤其 是在处 于 电 网末端 的低 压 配电 网 中 ． 电 由 压 质量 不达 标造 成 的事 故 明显多 于 中高 压配 电 网。 网 损 过 高引起 电能 浪费现 象严重 ， 响用户 和 电力企 业 影 的经 济效益 。 功优化 作 为配 电网安全 经 济运行 不可 无
（） ３
同时 ， 可得到 无功 功率导 致 的有功线 损计 算公 还
式：
作者 简 介 ： 金 刚 （９ ９ ） 男 ， 程 师 ， 事 电力 设 备 方 面 的 郭 １ ７一 ， 工 从
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配电网无功功率优化研究摘要配电网的无功功率的有效优化与合理控制既能提高电力系统运行时的电压质量，也能有效减少网损，节约能源，是保证电力系统安全经济运行的重要措施,对电网调度和规划具有重要的指导意义。
无功优化的核心问题主要集中在数学模型和优化算法两方面，其中数学模型问题是根据解决问题的重点不同来选取不同的目标函数；而优化算法的研究则大量集中在提高计算速度、改善收敛性能上。
本文选取有功网损最小作为数学模型的目标函数，数学模型的约束条件有各节点的注入有功、无功功率的等式约束和各节点电压、发电机输出无功功率、可调变压器变比、并联补偿电容量、发电机机端电压均在各自的上下限之内的不等式约束，优化方法采用遗传算法。
设计和编制了牛顿拉夫逊直角坐标matlab 潮流计算程序以及遗传算法无功优化的matlab潮流计算程序。
通过IEEE30节点系统的算例分析，得出基于遗传算法的无功优化能有效降低系统网损、提高电压水平，验证了该算法在解决多变量、非线性、不连续、多约束问题时的独特优势，并指出了该算法的不足之处以及如何改善。
关键词：牛顿拉夫逊法，无功优化，遗传算法Research of Reactive Power Optimization Distribution NetworkABSTRACTReactive power with reasonable optimization and control of Power system can not only improve the stability of power system, but also effectively reduce network losses and save energy. It ensures the safety and economic operation of power systems and improve the voltage quality. It is important for planning departments on grid reactive power scheduling. Reactive power optimization focuses on mathematical models and optimization algorithms. The mathematical model is selected depending on the focus of problem-solving. Optimization algorithm is concentrated in improving the calculation speed and improve the convergence performance. This paper selects the active power loss minimum objective function as a mathematical model, the constraints of mathematical model are each node of the injected active and reactive power equality constraint and the node voltage and reactive power of generator output, adjustable transformer ratio, parallel capacitance compensation, the generator terminal voltage within the respective upper and lower limits of the inequality constraints, optimization method using genetic algorithms. Design Cartesian coordinate Newton Raphson power flow calculation method and genetic algorithm matlab calculate the reactive power optimization procedures. Through a numerical example of the IEEE 30 node system, we can draw reactive power optimization based on genetic algorithm can effectively reduce system loss and improve voltage level and verify the algorithm have unique advantages to solve multivariable, nonlinear, discontinuous, multi-constraint problem.Key words: Newton Raphson method; reactive power optimization; genetic algorithm目录第一章绪论 (3)1.1 引言 (1)1.2 配电网的特点 (2)1.3 无功优化的基本概念 (3)1.4 无功优化的数学模型 (3)1.5 现状和发展趋势 (3)第二章基于牛顿-拉夫逊法的潮流计算 (4)2.1 电力系统潮流计算方法概述 (4)2.2 节点导纳矩阵 (4)2.3 牛顿-拉夫逊法的计算 (5)2.4 牛顿-拉夫逊发的基本流程......................................................... 错误!未定义书签。
第三章电力系统无功优化问题及其遗传算法优化求解 . (13)3.1 无功优化问题描述及其模型 (13)3.2 遗传算法的理论基础 (14)3.3 遗传算法基本原理及操作过程 (15)3.3.1 适应度函数定标 (15)3.3.2 初始解的形成 (15)3.3.3 遗传操作 (16)3.4 基于遗传算法的无功优化与电压控制实现的步骤 (17)3.2 遗传算法的流程图 (20)第四章算例分析 (20)4.1 IEEE14节点系统 (21)4.2 IEEE14节点系统算例分析 ......................................................... 错误!未定义书签。
4.3 IEEE30节点系统 (21)4.4 IEEE30节点系统算例分析 ......................................................... 错误!未定义书签。
第五章结论与展望 . (27)参考文献 (33)附录A 遗传算法无功优化matlab程序 (34)第一章绪论1.1 引言电能是现今社会最主要的能源，人们工作生活中都离不开电能。
随着社会的不断发展，电能的重要性显著增加。
提供安全、可靠、稳定、环保的电能是现今电力系统发展的首要目标。
最优潮流被提出以后就一直用于电力系统的经济和安全运行及规划。
最优潮流是指当系统的结构参数和负荷情况都已给定时，调节可利用的控制变量(如发电机输出功率、可调变压器抽头等)来找到能满足所有运行约束的，并使系统的某一性能指标(如发电成本或网络损耗)达到最优值下的潮流分布。
这一大系统非线性规划问题，通常分为两个子问题：调节发电机的有功出力以减少发电费用；调节P-V节点和平衡节点的电压及可调变压器的分接头位置以改善电压分布及减少系统的有功网损,后者即为无功优化问题。
电力系统无功优化控制是指在满足各种电力系统运行条件的约束下，对系统进行尽量少的无功补偿，使电力系统中的各个节点电压得到最大限度的改善，系统的有功网损降低，达到提高电力系统运行稳定性与经济性的目的。
它涉及选择无功补偿装置地点、确定无功补偿容量、调节变压器分接头和发电机机端电压的配合等, 是一个动态、多目标、多约束的非线性规划问题，也是电力系统分析中的一个难题。
无功功率的最优分布包括无功功率电源的最优分布和无功功率负荷的最优补偿两个方面。
电力系统的无功优化和电压控制是相互作用的，合理的无功潮流分布是维持电压稳定的前提。
无功功率的流动将在电网中产生压降，造成电力系统节点电压偏移。
当节点处的无功功率过剩时，往往意味着电压的升高，相反，当节点处的无功功率不足时，常常会使电压水平降低。
电力系统无功优化与控制是保证电力系统安全经济运行、提高电压质量的重要措施，对指导调度人员安全运行和计划部门进行电网规划具有重要意义。
电力系统无功优化与控制不仅能改善电压质量，提高电力系统运行的稳定性，更能有效的减少网损，节约能源。
因此研究无功优化与控制问题具有重要意义。
1.2 配电网特点配电网具有以下显著特点:(l)闭环设计,开环运行,一般呈辐射状分布;适合于独立进化优化计算。
(2)节点和线路都较多,接线复杂;有的变电站出线可达到二十多条。
要求算法计算速度快,能应用于大规模系统。
因此,配电网无功优化从数学模型的建立到优化算法和优化方式的选择都应适应配电网特点。
1.3无功优化的基本概念电力系统无功优化是指在电力系统有功负荷、有功电源及有功潮流分布已经给定的情况下,以发电机端电压幅值、无功补偿电源容量和可调变压器分接头位置作为控制变量,而以发电机无功出力、负荷节点电压幅值和支路输送功率作为状态变量,应用优化技术和人工智能技术,在满足电力系统无功负荷的需求下,谋求合理的无功补偿点和最佳补偿容量,使电力系统安全、经济地向用户供电。
配电网自动化水平的不断提高,为实现无功优化控制提供了条件,也使其成为当前迫切需要研究解决的问题。
因此,本文将主要研究配电网的无功运行优化问题。
1.4无功优化的数学模型电力系统无功优化问题的数学模型包括目标函数、功率方程约束、变量约束。
无功优化的目标函数根据具体需要有很多种,从技术指标方面或经济指标方面看各有侧重。
常见的有(l)电压质量最好;(2)全网有功网损最小;(3)电网新增加无功补偿容量最小;(4)系统总的费用最少;(5)控制变量变化次数最小等。
本文主要研究运行时的无功优化问题,宜有功网损最小作为数学模型的目标函数。
1.5 现状和发展趋势在无功优化问题这一研究领域内,已有多种解决方法, 例如：线性规划、非线性规划、混合整数规划、灵敏度分析、遗传算法等。
这些方法都有各自的优越性，也有一定程度的局限性。
线性规划是比较成熟的，它速度快、收敛性好、算法稳定，但在处理无功规划优化时需要将目标函数和约束函数线性化，要求优化问题可微，对离散性问题缺乏指导性；若迭代步长选取不合适，可能会引发振荡或收敛缓慢。