油田配电网无功优化补偿和负荷预测的分析

油田配电网无功优化补偿和负荷预测的分析
发表时间：2018-12-25T09:17:50.687Z 来源：《防护工程》2018年第24期作者：王景泉孙连琴张文政戴吉勇孙建瑞孟宾[导读] 在现有的配电网中，因为没有大型电源以及大型变压器，所以当一些些母线发生电压超越运行范围的情况时王景泉孙连琴张文政戴吉勇孙建瑞孟宾
山东广域科技有限责任公司山东东营 257067
摘要：在现有的配电网中，因为没有大型电源以及大型变压器，所以当一些些母线发生电压超越运行范围的情况时，一般是都是通过合理投退无功补偿装置来实现电压的调节。

如果电网电压水平超过运行最大容量时，可以经过投入电抗器来克制电压的水平，如果电网中电压水平低于运行最小容量时，可以经过投入电容器来抬高电压的水平。

现在关于配电网中的无功补偿系统研究的还不多，在配电网中，平时只是普通的根据电压高低水平来肯定无功补偿装置的投退控制，这种控制策略有点简朴，所以常常存在一些的误差。

在一些特定的运行方式的效果下，往往存在着过度调节的情况，而且在配电网无功电压控制历程里没有过多考虑网损，所以传统的配电网的无功电压控制仅仅简单的对电压水平进行了调控，并且忽略了控制的精确度，因此本文对电网的无功补偿系统进行了设计。

关键词：无功补偿；优化设计；
一、关于配电网无功补偿系统优化设计
1、首先要对配电网的现状进行了深刻的研究，其中包括网架结构、负荷现状、导线现状和配变现状等，在这个基础上，对电网负荷水平进行了仔细预测。

2、计算了配电网中无功补偿的原理和基本方法，先是分析了配电网无功补偿对电网的作用，有两方面，一是对电压的作用，二是对有功损耗的作用。

在这个基础上，讲述了无功补偿方式的选择性，补偿容量的确定与补偿位置的优化设计。

3、展开了配电网无功补偿容量与位置的确定和研究，先是提出了配电网无功平衡的原定法则，并且分析了关于配电网不同负荷情况下的电压状况。

关于于此原则和具体的电压状况，分别讲述了不同优化的最终目标下的无功补偿装置的优化办法，包括根据降损目标、补偿当量、电压水平与网损最小值等。

比较分析各种办法，确定了电网无功配置优化方法，并得到了最终的优化结果。

4、在PSASP软件的建模中分析了配电网无功的优化策略，先是建立配电网的个例模型，并且编写出无功优化程序，还详细分析无功优化的准确算法，包括建立目标函数，提出约束条件，最后通过分析表明结果，本文章的无功电压优化会取得了优秀的效果。

[1] 二、含微电网接入的配电网无功优化研究
伴随着我国风能、太阳能等无污染新能源大规模的接入油田配电网，油田配电网的中单向潮流变得不确定，导致原有的计算方式已不在适用，同时也大大降低配电网无功规划的精确度，乃至影响一整个配电网安全稳定的工作。

所以深入钻研含微电网的配电网无功规划和实时无功优化办法，对提升配电网接纳新能源的能力与保障配电网安全的稳定运行具有重要作用和意义。

本文章主重要研究内容以及成果如下:
(1)深析含微电网接入的油田配电网中的无功负荷状况，并从控制和响应、延时的情况、合闸涌流和过电压、电能的质量、损耗的情况及投资等各个方面对现存的无功补偿源进行比对和分析，进而从中选择应用较为广泛的电容器组和有载调压变压器作为油田配电网无功调压为典型代表。

(2)根据微电网的结构和控制策略，分析微电网并且网对配电网的作用。

从微电网“源-网-荷-储”一体的特征为出发点，将PCC接入点看做有功功率与无功功率给定的PQ节点，并根据这个建立其参与油田配电网无功调节的节点模型。

综合考虑，确定面向支路前推回代法看作配电网潮流的计算方法。

(3)在无功规划的方面提出在短期负荷预测基础之上对于含微电网的变电站的无功补偿容量会进行确定，于此同时利用等容量分进行组方式，对变电站的无功补偿电容器容量进行安置。

(4)对于标准的遗传算法从编码和目标函数与遗传操作等进行深刻改进，目的在于克服标准遗传的算法在含微电网的油田配电网无功优化应用里的缺点，为提高寻优速度和收敛性与适应度。

最终以微电网接入油田配电网为算例，应用MATLAB对其进行编程进行仿真，并且进行比较分析，结果说明改进遗传算法真的可以有效的提高寻优速度与适应度。

(5)利用拍卖的原理设备状况和电能质量的无功综合评价模型与多Agent构建包含配电网网损，并且以微电网接入油田配电网为算例，加上运用JADE开发框架去编程仿真，为验证拍卖控制策略的可行性，最终表明它可以满足电能的质量要求，并且增加各个设备间互动，以减少设备频繁的动作。

[2]
经过深刻的研究，对进行无功优化求解，指明了油田配电网补偿的原则，也对选取安装HVC无功补偿装置和配变侧分组补偿的补偿方法和补偿方式。

并为了缩小寻找最优范围，对其安装的位置进行了初步选取。

在于之后的根据补偿原则而建立的配电结构数学模型，并且进行目标函数选取与约束条件限定及改进了的遗传算法无功优化方法的确立。

面对算法的复杂性，为了加快求解的速度，提升设计的效率，结合了现场实测的数据，大胆创新采用Hadoop云计算平台这个新兴的计算应用工具对它最优补偿位置和容量进行了快速求解，从而快速的实现全局最佳的补偿效果。

结束语:伴随着国家油田配电网对于无功功率需求的快速增加，我们要在确保油田用电设备高效工作的前提下，提升系统功率因数，降低配电网耗损，成为目前迫切解决的问题。

本文章对于某油田配电网的结构，提出了关于云计算的配电网无功优化的方法，能快速的求解最优补偿位置和容量，采用关于印刻效应响应的确切时间的预测方法进行准确控制，令机器具备平稳运行的条件，给解决油田配电网无功补偿的问题提供了思路。

参考文献：
[1]许晓峰. 油田配电网无功优化补偿和负荷预测的研究[D].沈阳工业大学，2007.
[2]韩宇泽. 基于云计算的油田配电网无功优化控制系统研究[D].哈尔滨工业大学，2014. 作者简介：王景泉，男，1964年12月出生，高级工程师，从事电力自动化技术工作。