電力市場下的無功優(yōu)化畢業(yè)論文

1、<p><b>　　自學(xué)考試</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　題目： 電力市場下的無功優(yōu)化</p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　學(xué) 號： </p><p&

2、gt;　　班 級: </p><p>　　專 業(yè)： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p><b>　　年 月</b></p><p>　　電力市場下的無功優(yōu)化</p><p><b>　　摘要</b>&l

3、t;/p><p>　　隨著電力市場在世界各地的不斷改革，無功電壓輔助服務(wù)作為一項(xiàng)重要的輔助服務(wù)，從無償提供到有償服務(wù)已經(jīng)成為電力市場發(fā)展的趨勢，無功電價(jià)的提出也勢必對系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生影響，進(jìn)而對無功規(guī)劃產(chǎn)生影響。傳統(tǒng)的電力企業(yè)必須打破發(fā)、輸、配電一體化的電力服務(wù)結(jié)構(gòu)。無功的控制在電力市場條件下作為一種輔助服務(wù)，是使電網(wǎng)中的輸電交易能夠順利進(jìn)行的一個(gè)重要條件。</p><p>　　對地區(qū)電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)

4、無功優(yōu)化具有如下優(yōu)點(diǎn)：提高系統(tǒng)的安全性；改善系統(tǒng)中無功的分布，是系統(tǒng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓保持在一個(gè)較好的水平；降低系統(tǒng)網(wǎng)損，使得系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用降低。</p><p>　　本文以屏南縣電網(wǎng)作為例子，在計(jì)及電價(jià) 的基礎(chǔ)上，分析電力市場條件下的無功優(yōu)化。首先，根據(jù)電網(wǎng)主接線圖畫出結(jié)構(gòu)簡圖，根據(jù)給定數(shù)據(jù)確定線路和變壓器型號；其次，計(jì)算線路和變壓器參數(shù)，再用BPA軟件進(jìn)行潮流計(jì)算；再次，提出無功優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，對屏南縣電網(wǎng)進(jìn)行無功優(yōu)

5、化計(jì)算；最后，分析在計(jì)及無功電價(jià)的情況下，無功優(yōu)化前后屏南縣電網(wǎng)獲得了多少經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　關(guān)鍵詞：電力市場；降低網(wǎng)損；無功優(yōu)化</p><p>　　REACTIVE POWER MARKET OPTIMIZATION</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　With th

6、e electricity market around the world continue to reform, reactive power and voltage support services as an important support services, from free to paid services provide the electricity market has become the development

7、 trend of the proposed reactive power price is bound to have on the system running Impact, then an impact on the reactive power planning. Enterprises must break the traditional power generation, transmission and distribu

8、tion services to integrated power structure. Reactive</p><p>　　Regional power grid in real time reactive power optimization has the following advantages: improved security of the system; to improve the distr

9、ibution system, reactive power, a system voltage of each node to maintain a good level; reduce system power loss, lower operating costs make the system .</p><p>　　In this paper, as an example Pingnan grid, t

10、aking into account the reactive power price based on the analysis of the electricity market reactive power optimization under the condition. First, according to a power grid structure of the main wiring diagram of the pi

11、cture, according to the given data to determine the line and transformer models; Second, the calculation of line and transformer parameters, then BPA power flow calculation software; again proposed mathematical model of

12、reactive power o</p><p>　　Keywords: electricity market; power optimization</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 研究背景1<

13、;/p><p>　　1.2 研究意義2</p><p>　　1.3 研究內(nèi)容2</p><p>　　第2章 潮流計(jì)算4</p><p>　　2.1 潮流計(jì)算的定義及其意義4</p><p>　　2.2潮流計(jì)算的特點(diǎn)4</p><p>　　2.3 潮流計(jì)算的節(jié)點(diǎn)分類及其調(diào)控手段5</

14、p><p>　　2.3.1 節(jié)點(diǎn)分類5</p><p>　　2.3.2 調(diào)控手段5</p><p>　　2.4 潮流計(jì)算算法簡介6</p><p>　　2.4.1 牛頓-拉夫遜法6</p><p>　　2.4.2 PQ分解法6</p><p>　　2.4.3 算法比較7</p>

15、;<p>　　2.5 BPA簡介8</p><p>　　2.5.1 BPA軟件簡介8</p><p>　　2.5.2 BPA的主要功能8</p><p>　　第三章 無功優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型10</p><p><b>　　3.1 概述10</b></p><p>　　3.1.1

16、 無功功率10</p><p>　　3.1.2 數(shù)學(xué)模型11</p><p>　　3.2 無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算步驟12</p><p>　　第四章 屏南縣電網(wǎng)無功優(yōu)化13</p><p>　　4.1 綜合分析13</p><p>　　4.2 屏南縣電網(wǎng)無功優(yōu)化計(jì)算13</p><p>　　

17、4.2.1 屏南縣電網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡化圖13</p><p>　　4.2.2 屏南縣電網(wǎng)潮流計(jì)算15</p><p>　　4.2.3 無功優(yōu)化計(jì)算21</p><p>　　4.2.3 無功補(bǔ)償22</p><p>　　4.3 綜合對比分析23</p><p><b>　　結(jié)論24</b><

18、;/p><p><b>　　參考文獻(xiàn)25</b></p><p><b>　　謝辭26</b></p><p>　　附錄一 BPA潮流計(jì)算程序27</p><p>　　附錄二 MATLAB無功優(yōu)化程序28</p><p>　　附錄二 (續(xù))29</p>&

19、lt;p>　　附錄三 無功補(bǔ)償后的BPA程序32</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 研究背景</b></p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會的進(jìn)步，電—已經(jīng)成為人類賴以生存的基本能源。因此，電力工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)中一個(gè)十分重要的行業(yè)，如果沒有電力工業(yè)的發(fā)展就不會

20、有整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。電力系統(tǒng)運(yùn)行管理的基本目標(biāo)是安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地向用戶提供電能。電壓是衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)之一，電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行與否、電網(wǎng)線路損耗的多少、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的安全經(jīng)濟(jì)性能否得到保證等方面都是要受到電壓質(zhì)量的好壞所影響。所以，如何對電力系統(tǒng)進(jìn)行合理的規(guī)劃與優(yōu)化，在保證電力系統(tǒng)安全可靠地供給能源的同時(shí)減少損耗，降低電力系統(tǒng)運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益成為了電力系統(tǒng)工作人員以及科研工作者所面對的一個(gè)重要問題。一直以來，電力系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)踐

21、和研究結(jié)果表明，電力系統(tǒng)的無功潮流分布對電力系統(tǒng)有著重要的影響，尤其是在電力市場下的無功潮流的分布更是涉及到各個(gè)方面的實(shí)際經(jīng)濟(jì)利益，因此有關(guān)研究人員對電力系統(tǒng)的無功優(yōu)化越來越關(guān)注。</p><p>　　在中國沒有實(shí)行電力市場的時(shí)期，無功都是靠調(diào)度所強(qiáng)加給電廠通過提高功率因數(shù)，并根據(jù)功率因數(shù)進(jìn)行獎(jiǎng)懲的制度來實(shí)現(xiàn)無功需求的，無功損耗是不計(jì)入電價(jià)[1]的，無功優(yōu)化一般是以有功網(wǎng)絡(luò)損耗最小或者電壓實(shí)際偏差最小為目標(biāo)函數(shù)。

22、隨著電力市場的發(fā)展，各個(gè)公司迫于各種競爭壓力，為提高效益，都在挖掘電力設(shè)備的潛力，都想使有功達(dá)到極限而不肯多發(fā)無功。因此無功的合理定價(jià)就顯得尤為重要，無功成本[2][3]必須計(jì)入優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)里面，制定科學(xué)、合理的無功服務(wù)價(jià)格，可引導(dǎo)市場參與各方提供無功服務(wù)的積極性，也可以成為決策無功電源投資和設(shè)備有效利用的科學(xué)依據(jù)。</p><p>　　電力系統(tǒng)無功優(yōu)化問題有一下特點(diǎn)：</p><p>&

23、lt;b>　　(1) 離散性</b></p><p>　　通常用離散變量來表示在何處安裝無功補(bǔ)償設(shè)備，表示變壓器分接頭的位置、電容器組和電抗器組數(shù)等。</p><p><b>　　(2) 非線性</b></p><p>　　在數(shù)學(xué)模型中，為了滿足功率平衡，約束條件中包含潮流計(jì)算方程。潮流計(jì)算方程就是典型的非線性方程。</

24、p><p><b>　　(3) 大規(guī)模</b></p><p>　　現(xiàn)代電力網(wǎng)包含眾多的節(jié)點(diǎn)和出現(xiàn)。越是電壓等級低的網(wǎng)絡(luò)，其節(jié)點(diǎn)數(shù)一般越多，網(wǎng)絡(luò)也越復(fù)雜。</p><p>　　(4) 收斂性依賴于初值</p><p>　　無功優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型中要考慮潮流計(jì)算方程作為等約束條件，而潮流方程是超越方程。所以，無功優(yōu)化的問題是非凸的

25、，亦即可能存在多解。電力系統(tǒng)無功優(yōu)化問題基本為非線性的，其收斂性依賴于初值的選擇。</p><p><b>　　1.2 研究意義</b></p><p>　　一直以來，電力行業(yè)實(shí)行的是壟斷式的經(jīng)營。隨著電力的逐步發(fā)展，壟斷式的經(jīng)營的毛病逐漸暴露出來，主要體現(xiàn)于：電力行業(yè)服務(wù)差、電力工業(yè)機(jī)構(gòu)臃腫、發(fā)電廠內(nèi)部浪費(fèi)嚴(yán)重等等。尤其在我國，因?yàn)榈貐^(qū)的干擾，某些高損耗低效率的電廠

26、多發(fā)點(diǎn)，甚至滿發(fā)，而有些低損耗高效率的機(jī)組卻被給以少數(shù)的發(fā)電量。在經(jīng)過幾十年的平穩(wěn)發(fā)展之后，電力工業(yè)面臨著新的歷史機(jī)遇與挑戰(zhàn)——電力市場。電力市場要求打破傳統(tǒng)的經(jīng)營模式，本著公平的基本原則，在電力行業(yè)內(nèi)部引入競爭機(jī)制，是電力企業(yè)能夠優(yōu)勝劣汰，從而實(shí)現(xiàn)有限能源的綜合利用。電力工業(yè)體制的轉(zhuǎn)變，對電力科學(xué)提出了新的要求，其中就包括本文所要研究的電力市場下的無功優(yōu)化問題。</p><p>　　同有功電源一樣，無功電源的合

27、理規(guī)劃和運(yùn)行也是電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保障。合理科學(xué)的無功規(guī)劃對于電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來頗多益處[4]：</p><p>　　(1) 安全性：提供系統(tǒng)安全度；改善系統(tǒng)的無功分布，使系統(tǒng)的電壓保 持良好的水平；改善系統(tǒng)的運(yùn)行水平；</p><p>　　(2) 經(jīng)濟(jì)性：可以改善系統(tǒng)的交換能力，提高系統(tǒng)的有功傳輸能力；降低系統(tǒng)的網(wǎng)損；減少發(fā)電機(jī)的有功輸出，降低系統(tǒng)運(yùn)

28、行費(fèi)用。</p><p>　　在我國，無功綜合問題尤為突出，這都源于我國電力系統(tǒng)長期重電源建設(shè)，而輕電網(wǎng)建設(shè)的思想所致，不僅僅這樣，在運(yùn)行管理等方面也是重有功，而輕無功的思想。這就是為什么電網(wǎng)的建設(shè)跟不上電源的建設(shè)，無功補(bǔ)償嚴(yán)重不足，調(diào)壓手段也是寥寥無幾，系統(tǒng)運(yùn)行存在“負(fù)荷高峰是出現(xiàn)低電壓，負(fù)荷低谷是出現(xiàn)高電壓”的情況，這也就進(jìn)一步導(dǎo)致無功的大量流動，電壓質(zhì)量不好，有功功率的網(wǎng)絡(luò)損耗較大的現(xiàn)象。在工程設(shè)計(jì)中，無功

29、補(bǔ)償設(shè)備的安裝規(guī)劃也大多只限于變電站設(shè)計(jì)的附屬內(nèi)容[5]。因此在我國目前負(fù)荷快速上升，全國加快電源以及電網(wǎng)建設(shè)的情況下，對電網(wǎng)無功規(guī)劃和優(yōu)化的研究是非常有必要的。</p><p><b>　　1.3 研究內(nèi)容</b></p><p>　　科學(xué)合理的無功優(yōu)化不僅提高了電力系統(tǒng)的安全水平、穩(wěn)定性能，也從經(jīng)濟(jì)方面給電力行業(yè)帶來了更好的效益。國內(nèi)外已經(jīng)有許多專家對無功優(yōu)化問題

30、做出大量的研究工作，由于無功優(yōu)化是一個(gè)非常復(fù)雜的非線性問題，無功優(yōu)化的求解方法很多，因此確定最佳求解方法成為了無功優(yōu)化的關(guān)鍵所在。</p><p>　　本論文以屏南電網(wǎng)為背景，針對電網(wǎng)的情況，首先根據(jù)牛頓拉夫遜迭代法利用BPA軟件對該網(wǎng)進(jìn)行潮流計(jì)算，進(jìn)而以計(jì)算結(jié)果分析，運(yùn)用MATLAB軟件進(jìn)行無功優(yōu)化計(jì)算，建立無功優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，確定補(bǔ)償方案，對電網(wǎng)做出最佳補(bǔ)償，進(jìn)而根據(jù)電價(jià)算出補(bǔ)償后所獲得的經(jīng)濟(jì)效益。</p

31、><p><b>　　第2章 潮流計(jì)算</b></p><p>　　2.1 潮流計(jì)算的定義及其意義</p><p>　　電力系統(tǒng)潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)最基本的計(jì)算，也是最重要的計(jì)算。潮流計(jì)算，是指在給定電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒃?shù)和發(fā)電、負(fù)荷參量條件下，計(jì)算有功、無功功率及電壓在電網(wǎng)中的分布情況。潮流計(jì)算是根據(jù)給定的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、參數(shù)和發(fā)電機(jī)、負(fù)荷等元件的運(yùn)

32、行條件，確定電力系統(tǒng)各部分穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的計(jì)算。通常給定的運(yùn)行條件有系統(tǒng)中各電源和負(fù)荷點(diǎn)的功率、樞紐點(diǎn)電壓、平衡點(diǎn)的電壓和相位角。待求的運(yùn)行狀態(tài)參量包括電網(wǎng)各母線節(jié)點(diǎn)的電壓幅值和相角，以及各支路的功率分布、網(wǎng)絡(luò)的功率損耗等。</p><p>　　潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)非常重要的一種分析計(jì)算，用來研究系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行中提出的各類問題。對規(guī)劃中的電力系統(tǒng)，通過潮流計(jì)算可以檢驗(yàn)所提出的電力系統(tǒng)規(guī)劃方案能否滿足各種運(yùn)行方式的

33、要求；對運(yùn)行中的電力系統(tǒng)，通過潮流計(jì)算可以預(yù)知各種負(fù)荷變化和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變會不會危及系統(tǒng)的安全，系統(tǒng)中所有母線的電壓是否在允許的范圍以內(nèi)，系統(tǒng)中各種元件(包括線路、變壓器等)是否會出現(xiàn)過負(fù)荷，以及可能出現(xiàn)過負(fù)荷時(shí)應(yīng)事先采取哪些預(yù)防措施等。</p><p>　　潮流計(jì)算是研究電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行情況的一種計(jì)算，它是根據(jù)整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況和狀態(tài)。在企業(yè)電網(wǎng)規(guī)劃和運(yùn)行方式的研究中，都需要利用潮流計(jì)算來定量地分析比較供電

34、方案和運(yùn)行方式的合理性、可行性和經(jīng)濟(jì)性。潮流計(jì)算可以求出整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而判斷系統(tǒng)運(yùn)行方式和規(guī)劃中供電方案的合理性、安全可靠性和經(jīng)濟(jì)性提供定性、定量分析。同時(shí)潮流計(jì)算在PSASP中也是計(jì)算系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定和靜態(tài)穩(wěn)定的基礎(chǔ)。精確的潮流計(jì)算可以用來復(fù)核一些由不安全的預(yù)想事故引起的嚴(yán)重后果。</p><p>　　2.2潮流計(jì)算的特點(diǎn)</p><p>　　目前，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算方法主要有兩

35、種牛頓-拉夫遜迭代法和在牛頓法基礎(chǔ)上衍生出來的PQ分解法，EDSA中的潮流計(jì)算也以這兩種算法為基礎(chǔ)。各種牛頓法潮流(包括PQ分解法潮流)，由于具有可靠的收斂性、較快的計(jì)算速度及適中的內(nèi)存需求，得到了廣泛的應(yīng)用。但是，對于某些系統(tǒng)來說，仍然有可能出現(xiàn)不收斂的現(xiàn)象，例如在福建煉油乙烯項(xiàng)目中全廠電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算中便出現(xiàn)了PQ分解法不收斂而牛頓-拉夫遜法計(jì)算收斂的情況對于輻射型電網(wǎng)則有下列特點(diǎn)：</p><p>　　(

36、1) 輻射形配電網(wǎng)支路數(shù)一定小于節(jié)點(diǎn)數(shù)。因此，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣稀疏度很高。</p><p>　　(2) 對于末端負(fù)荷節(jié)點(diǎn)前的支路功率就是末端運(yùn)算負(fù)荷功率，所以可直接求支路功率損耗和電壓損耗。一次往前推。</p><p>　　(3) 低壓配電網(wǎng)由于線路電阻較大，一般不滿足R＜＜X,因此通常不能采用P—Q解耦法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算。</p><p>　　所以，可采用一種類似

37、簡單手算潮流的辦法進(jìn)行輻射形配電網(wǎng)的潮流計(jì)算，也稱前推回推計(jì)算[6]</p><p>　　2.3 潮流計(jì)算的節(jié)點(diǎn)分類及其調(diào)控手段</p><p>　　2.3.1 節(jié)點(diǎn)分類</p><p>　　在潮流計(jì)算中，由于系統(tǒng)的接線方式是給定的，故表征各節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)的參數(shù)是該點(diǎn)電壓向量及復(fù)功率，即U、θ、P、Q四個(gè)量。我們必須給定其中的2個(gè)，而另外兩個(gè)作為待求變量，方程組式才可

38、以求解。根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行條件，按給定變量的不同一般將節(jié)點(diǎn)分為以下三種類型。</p><p><b>　　(1) PQ節(jié)點(diǎn)：</b></p><p>　　P、Q給定，U、θ待求，通常變電所都是這一種類型的節(jié)點(diǎn)，由于沒有發(fā)電設(shè)備，其發(fā)電功率為零。在一些情況下，系統(tǒng)中某些發(fā)電廠送出的功率在一定時(shí)間內(nèi)為固定時(shí)，該發(fā)電廠母線也作為PQ節(jié)點(diǎn)，因此，電力系統(tǒng)的大多數(shù)節(jié)點(diǎn)屬于PQ節(jié)點(diǎn)

39、。</p><p><b>　　(2) PV節(jié)點(diǎn)：</b></p><p>　　節(jié)點(diǎn)的P、V給定，Q、θ待求，這類節(jié)點(diǎn)必須得有足夠的可調(diào)無功功率，用以維持給定的電壓幅值，因此又稱為電壓控制節(jié)點(diǎn)。一般是選擇有一定無功儲備的發(fā)電廠和具有可調(diào)無功電源設(shè)備的變電所作為PV節(jié)點(diǎn)。在電力系統(tǒng)中這一類節(jié)點(diǎn)很少。</p><p><b>　　(3)

40、平衡節(jié)點(diǎn)：</b></p><p>　　在潮流分布算出以前，網(wǎng)絡(luò)中的功率損耗是末知的。因此，網(wǎng)絡(luò)中至少有一個(gè)節(jié)點(diǎn)的有功功率P無法給定，這個(gè)節(jié)點(diǎn)承擔(dān)了系統(tǒng)的有功平衡，所以把它稱作為平衡節(jié)點(diǎn)。另外必須選定一節(jié)點(diǎn)，其電壓相位均為零，作為各節(jié)點(diǎn)電壓的參考，這個(gè)節(jié)點(diǎn)稱之為基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)。為了計(jì)算方便，常將平衡節(jié)點(diǎn)和基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)選為同一節(jié)點(diǎn)，可稱之為平衡節(jié)點(diǎn)，平衡節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)。它的電壓幅值和相位都已給定，而其有功功率和無功

41、功率待求。一般選擇調(diào)頻發(fā)電廠為平衡節(jié)點(diǎn)比較合理，但在進(jìn)行潮流計(jì)算時(shí)也可按照別的原則來選擇。</p><p>　　2.3.2 調(diào)控手段</p><p>　　一般地，輻射型網(wǎng)絡(luò)中的潮流是不加以控制的，它們完全取決于各負(fù)荷點(diǎn)的負(fù)荷；兩端供電網(wǎng)絡(luò)的潮流雖可借調(diào)整兩端電源的功率或電壓適當(dāng)控制，但由于兩端電源容量有一定限制，而電壓調(diào)整的范圍又要服從對電壓質(zhì)量的要求，調(diào)整的幅度都很小。但是，從保證安全、

42、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)供電的要求出發(fā)，網(wǎng)絡(luò)中的潮流往往需要控制。</p><p>　　目前，調(diào)整控制潮流的手段主要有三種，一是串聯(lián)電容器，二是串聯(lián)電抗器，三是附加串聯(lián)加壓器。</p><p>　　第一種顯然是用容抗抵抗線路中的感抗，將其串聯(lián)在環(huán)式網(wǎng)絡(luò)中阻抗相對過大的線路上，可起轉(zhuǎn)移其他重載線段上流通功率的作用。</p><p>　　第二種串聯(lián)電抗主要在限流，將其串聯(lián)在重載線段上

43、可避免該線段過載。但由于其對電壓質(zhì)量和系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性有不良影響，這一手段未曾推廣。</p><p>　　附加串聯(lián)加壓器則是在于產(chǎn)生一環(huán)流或強(qiáng)制循環(huán)功率，使強(qiáng)制循環(huán)功率與自然分布功率的疊加打到理想值。常用的附加串聯(lián)加壓器和可控串聯(lián)電容、可控移相器、綜合潮流控制等屬于靈活交流輸電系統(tǒng)的設(shè)施[7]。</p><p>　　2.4 潮流計(jì)算算法簡介</p><p>　　2.

44、4.1 牛頓-拉夫遜法</p><p>　　牛頓型潮流計(jì)算的核心問題是修正方程式的建立和求解?；静襟E如下[8]：</p><p>　　形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣YB。</p><p>　　設(shè)各節(jié)點(diǎn)電壓的初值、、或、。</p><p>　　利用各節(jié)點(diǎn)電壓的初值，求修正方程式中的不平衡量、以及。</p><p>　　利用各節(jié)點(diǎn)電壓

45、的初值，求修正方程式的系數(shù)矩陣——雅可比矩陣的各個(gè)元素、、、以及、。</p><p>　　解修正方程式，求各節(jié)點(diǎn)電壓的變化量，即修正量、或、。</p><p>　　計(jì)算各節(jié)點(diǎn)電壓的新值，即修正后值；或；</p><p>　　運(yùn)用各節(jié)點(diǎn)電壓的新值自第三步開始進(jìn)入下一次迭代。</p><p>　　計(jì)算平衡節(jié)點(diǎn)功率和線路功率。</p>

46、<p>　　2.4.2 PQ分解法</p><p>　　P-Q分解法潮流計(jì)算派生于以極坐標(biāo)表示的牛頓-拉夫遜法。二者的主要區(qū)別在修正方程式和主要計(jì)算步驟。</p><p>　　與牛頓-拉夫遜法相比，P-Q分解法的修正方程有如下特點(diǎn)：</p><p>　　(1) 以一個(gè)（n-1）階和一個(gè)(m-1)階系數(shù)矩陣替代原有的（n+m-2）階系數(shù)矩陣J，提高了計(jì)算速

47、度，降低了對貯存容量的要求。</p><p>　　(2) 以迭代過程中保持不變的系數(shù)矩陣B’、B”替代其變化的系數(shù)矩陣J,顯著地提高了計(jì)算速度。</p><p>　　(3) 以對稱的系數(shù)矩陣B’、B”替代不對稱的系數(shù)矩陣，使求得逆等運(yùn)算量和所需的存儲容量都大為減少。</p><p>　　運(yùn)用PQ分解法計(jì)算潮流分布時(shí)的基本步驟如下：</p><p&

48、gt;　　形成系數(shù)矩陣、,并求其逆陣</p><p>　　設(shè)各節(jié)點(diǎn)電壓的初值 和 </p><p>　　按公式計(jì)算有功功率的不平衡量，從而求出；</p><p>　　解修正方程式，求各節(jié)點(diǎn)電壓相位角的變量 ；</p><p>　　求各節(jié)點(diǎn)電壓相位角的新值；</p><p>　　按公式計(jì)算無功功率的不平衡量，從而求出 ；

49、</p><p>　　解修正方程式，求各節(jié)點(diǎn)電壓大小的變量；</p><p>　　求各節(jié)點(diǎn)電壓大小的新值；</p><p>　　運(yùn)用各節(jié)點(diǎn)電壓大小的新值自第三步開始進(jìn)入下一次迭代；</p><p>　　(10) 計(jì)算平衡節(jié)點(diǎn)功率和線路功率。</p><p>　　2.4.3 算法比較</p><p&g

50、t;　　牛頓-拉夫遜法是克服阻抗法缺點(diǎn)有效的一種方法，常用來求解非線性方程。牛頓法具有收斂速度快，平方收斂特性，良好的收斂可靠性。而且牛頓-拉夫遜法是自校正，也就是說，次的誤差僅依賴于函數(shù)關(guān)系，而不依賴于次的誤差，前面迭代的誤差不會一步一步地傳遞下去，因此在電力系統(tǒng)潮流計(jì)算中廣泛應(yīng)用。</p><p>　　繼牛頓法之后，又出現(xiàn)了快速分解算法，也就是P-Q分解法。該方法在極坐標(biāo)下牛頓法的基礎(chǔ)上，對牛頓法修正方程式中

51、的雅可比矩陣進(jìn)行了有效的簡化和改進(jìn)，在計(jì)算速度和內(nèi)存容量方面取得了較大進(jìn)步，計(jì)算性能受網(wǎng)絡(luò)的特性及收斂精度影響的。但是采用P-Q分解法計(jì)算時(shí)要求的迭代次數(shù)較多，計(jì)算相對比較復(fù)雜。</p><p>　　兩種算法都要在迭代收斂后才計(jì)算平衡節(jié)點(diǎn)功率和線路功率。而迭代收斂的判據(jù)則是電壓變量或功率不平衡量小于某一給定值。也都可能出現(xiàn)PV節(jié)點(diǎn)無功功率越限的情況。這是，PV節(jié)點(diǎn)就應(yīng)轉(zhuǎn)化為PQ節(jié)點(diǎn)，而這時(shí)這些節(jié)點(diǎn)的無功功率就取它

52、們的上下限。</p><p>　　兩種潮流算法從解題速度來看，P-Q分解法較快；從迭代次數(shù)來看，牛頓-拉夫遜法較少；從對初值的要求來看，牛頓-拉夫遜法及P-Q分解法都要有較好的初值；此外，P-Q分解法還需滿足其簡化的條件。</p><p><b>　　2.5 BPA簡介</b></p><p>　　2.5.1 BPA軟件簡介</p>

53、<p>　　系統(tǒng)所目前應(yīng)用于Windows 9x/NT/2000 平臺的電力系統(tǒng)分析軟件包主要由潮流程序、暫態(tài)穩(wěn)定程序、人機(jī)界面及圖形輔助計(jì)算分析程序等軟件構(gòu)成。潮流及暫態(tài)穩(wěn)定程序是由電力科學(xué)研究院從美國 BPA(Bonneville PowAdministration)引進(jìn)的。</p><p>　　自從 1984 年以來，經(jīng)過大量的消化吸收、開發(fā)創(chuàng)新和推廣應(yīng)用工作，形成了適合我國電力系統(tǒng)計(jì)算分析要

54、求的中國版BPA 電力系統(tǒng)潮流及暫態(tài)穩(wěn)定分析程序。目前的中國版BPA 潮流及暫態(tài)穩(wěn)定程序是在1990 版BPA 程序的基礎(chǔ)上經(jīng)不斷的完善和開發(fā)而形成的。</p><p>　　使用計(jì)算機(jī)：VAX、IBM 等小型機(jī)-PC 286+協(xié)處理板、Unix 工作站、PC386、系列和兼容機(jī)，目前主要以微機(jī)為主。操作系統(tǒng)：微機(jī)上有DOS 及Windows 9x/NT/2000 版。近年來，又投入大量的人力和物力自行開發(fā)、研制了

55、軟件包的圖形及人機(jī)界面部分，使BPA 電力系統(tǒng)分析程序邁上了新的臺階。目前已經(jīng)在國內(nèi)生產(chǎn)、運(yùn)行、規(guī)劃、科研及大學(xué)等單位得到廣泛應(yīng)用。主要工作：增加不對稱故障及復(fù)故障等計(jì)算功能；增加新功能，如新勵(lì)磁模型、機(jī)組失磁故障模擬、新的負(fù)荷模型、多輪次低周切負(fù)荷裝置模擬等等；程序推廣應(yīng)用；人機(jī)界面及圖形輔助計(jì)算分析程序開發(fā)等。</p><p>　　平臺主要有PSAP界面、潮流計(jì)算界面、穩(wěn)定計(jì)算界面和數(shù)據(jù)文件編輯器界面。其核心

56、程序有：中國版BPA潮流計(jì)算程序、中國版BPA暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算程序；輔助分析程序有單線圖格式潮流圖程序、地理接程序及穩(wěn)定曲線作圖工具。</p><p>　　2.5.2 BPA的主要功能</p><p><b>　　(1) 基本功能</b></p><p>　　潮流計(jì)算，也可進(jìn)行包括雙端和多端直流系統(tǒng)的交直流混合潮流計(jì)算。計(jì)算方法采用P－Q 分解法和

57、牛頓－拉夫遜法相結(jié)合，以提高潮流計(jì)算的收斂性能，程序通常先采用P－Q 分解法進(jìn)行初始迭代，然后轉(zhuǎn)入牛頓－拉夫遜法進(jìn)行求解潮流。</p><p>　　(2) 聯(lián)絡(luò)線功率控制</p><p>　　通過自動發(fā)電控制功能，自動控制聯(lián)絡(luò)線的功率交換為給定值。</p><p>　　(3) 自動電壓控制</p><p>　　發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)電壓控制。除一般的PQ

58、、PV 及緩沖節(jié)點(diǎn)外，還具有發(fā)電機(jī)遠(yuǎn)方控制高壓等級母線電壓等多種控制節(jié)點(diǎn)類型。</p><p><b>　　(4) 網(wǎng)絡(luò)等值</b></p><p>　　REI法，對指定區(qū)域進(jìn)行靜態(tài)等值，能保證等值網(wǎng)絡(luò)潮流結(jié)果與原始網(wǎng)一致。</p><p>　　(5) 系統(tǒng)事故分析（N-1開斷模擬）</p><p>　　用斷線補(bǔ)償法快速

59、檢查指定系統(tǒng)中的每個(gè)元件故障后的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，找出系統(tǒng)運(yùn)行的薄弱環(huán)節(jié)，為電網(wǎng)運(yùn)行、規(guī)劃提供依據(jù)。</p><p><b>　　(6) 靈敏度分析</b></p><p>　　能夠按指定的擾動量，給出功角、電壓靈敏度以及線路功率、線路損耗、網(wǎng)損、等靈敏度分析報(bào)告。</p><p>　　(7) 節(jié)點(diǎn)P-V、Q-V和P-Q曲線</p>

60、<p>　　在系統(tǒng)施加一定的電壓、無功或有功擾動后，程序可自動給出P－V、Q－V和P－Q 變化模擬曲線。</p><p>　　(8) 靈活多樣的分析報(bào)告</p><p>　　程序可由潮流計(jì)算結(jié)果整理出 16 種類型的分析和統(tǒng)計(jì)報(bào)告，也可由用戶自己定義分析報(bào)告。</p><p>　　(9) 負(fù)荷靜特性模型</p><p>　　可以模擬

61、由恒定功率、恒定電流和恒定阻抗構(gòu)成的靜態(tài)綜合負(fù)荷模型，用來模擬電壓變化對負(fù)荷的影響。</p><p>　　(10) 詳細(xì)的檢錯(cuò)功能</p><p>　　程序中有 900 多種檢錯(cuò)信息，表示出錯(cuò)的原因及性質(zhì)，便于用戶根據(jù)檢錯(cuò)信息發(fā)現(xiàn)和糾正錯(cuò)誤。</p><p>　　第三章 無功優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型</p><p><b>　　3.1 概述&

62、lt;/b></p><p>　　3.1.1 無功功率</p><p>　　無功優(yōu)化主要是在研究滿足電網(wǎng)調(diào)壓要求的條件下，使電網(wǎng)的有功網(wǎng)損最小，達(dá)到無功功率分布的最優(yōu)方案。無功優(yōu)化能滿足電網(wǎng)的調(diào)壓要求盡可能減少電網(wǎng)的有功功率損耗，并希望電網(wǎng)的無功功率盡量少流動。無功優(yōu)化對降低線路損耗，保證工農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)等產(chǎn)生直接影響，使電壓水平維持在正常范圍內(nèi)。</p><p&g

63、t;　　無功優(yōu)化是一個(gè)多變量、多約束的混合非線性規(guī)劃問題，其中有連續(xù)控制變量如無功出力和發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)電壓，又有離散變量，如補(bǔ)償電容、電抗器、投切組和分接頭檔位等，由此可見無功優(yōu)化是十分復(fù)雜的過程。</p><p>　　無功功率電源除發(fā)電機(jī)外，還有電容器、調(diào)相機(jī)和靜止補(bǔ)償器等，分散在各變電所；供應(yīng)無功功率電源一旦設(shè)置后，就可隨時(shí)使用而不再有其他經(jīng)常性耗費(fèi)。系統(tǒng)中無功功率損耗遠(yuǎn)大于有功功率損耗。正常運(yùn)行時(shí)，全系統(tǒng)頻率相

64、同，頻率調(diào)整集中在發(fā)電廠，調(diào)頻手段周一調(diào)整原動機(jī)功率損耗。電壓水平則全系統(tǒng)各點(diǎn)不同，而且電壓調(diào)整可分散進(jìn)行，調(diào)壓手段也多種多樣。</p><p>　　無功優(yōu)化是典型的非線性規(guī)劃問題，具有非線性、不連續(xù)、不確定因素較多等特點(diǎn)。系統(tǒng)中無功功率的平衡關(guān)系與于公功率相似[9]。入下式 </p><p><b>　?。?-1）</b></p>

65、<p>　　式中，電源供應(yīng)的無功功率由兩部分組成，即發(fā)電機(jī)供應(yīng)的無功功率和補(bǔ)償設(shè)備供應(yīng)的無功功率，而補(bǔ)償設(shè)備供應(yīng)的無功功率又分調(diào)相機(jī)供應(yīng)的、并聯(lián)電容器供應(yīng)的和靜止補(bǔ)償器供應(yīng)的三部分。因此，可分解為 </p><p><b>　　（3-2）</b><

66、;/p><p>　　式（3-1）中，負(fù)荷消費(fèi)的無功功率可按負(fù)荷的功率因數(shù)計(jì)算。無功功率損耗包括三部分：變壓器中的無功功率，線路電抗中的無功功率損耗，線路電納中的無功功率。而如前所述，屬容性，如將其作感性無功功率損耗論處，則應(yīng)具有負(fù)值。因此，可分解為 </p><p><b>　?。?-3）</b></p&g

67、t;<p>　　3.1.2 數(shù)學(xué)模型</p><p>　　無功補(bǔ)償優(yōu)化問題所要追求的目標(biāo)可以是各種各樣的，諸如網(wǎng)損最小、年運(yùn)行費(fèi)最小、補(bǔ)償設(shè)備的綜合投資最小，所獲得的經(jīng)濟(jì)效益最大等。本文提出的優(yōu)化模型是按照每個(gè)節(jié)點(diǎn)補(bǔ)償最佳容量后降低的有功網(wǎng)損最大為目的，并計(jì)及無功電價(jià)在6個(gè)月里有補(bǔ)償與無補(bǔ)償對比之下所獲得的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　對于有n條支路的輻射狀配電網(wǎng)系統(tǒng)，它的

68、有功損耗可表示為</p><p><b>　　（3-4）</b></p><p>　　式中為流過第條支路的電流，為第條支路的電阻。流過支路的電流含有功和無功分量，即：</p><p><b>　　（3-5）</b></p><p>　　將（3 - 4）代入（3-5）中，得：</p>&

69、lt;p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　式（3 - 6）中，總有功損耗有由有功電流和無功電流的流動共同產(chǎn)生的。通過線路安裝補(bǔ)償電容，能減小無功電流，進(jìn)而減小無功電流引起的有功損耗。假設(shè)在某節(jié)點(diǎn)補(bǔ)償電容器產(chǎn)生的補(bǔ)償電路為，則補(bǔ)償后的有功網(wǎng)損為：</p><p><b>　?。?-7）</b></p><

70、;p>　　所降低的有功網(wǎng)損為：</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　為使補(bǔ)償后能得到最大的降損效果，應(yīng)有：</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p><b>　　（3-10）</b></p><p&

71、gt;　　則該點(diǎn)最佳補(bǔ)償容量為：</p><p><b>　?。?-11）</b></p><p>　　對網(wǎng)絡(luò)中除源節(jié)點(diǎn)外的所有節(jié)點(diǎn)實(shí)施這種算法，按照每個(gè)節(jié)點(diǎn)補(bǔ)償最佳容量后降低的有功網(wǎng)損，由大到小排列，就可以得到候選補(bǔ)償點(diǎn)。</p><p>　　3.2 無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算步驟</p><p>　　利用電網(wǎng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行潮流計(jì)

72、算；</p><p>　　通過潮流計(jì)算獲得電網(wǎng)的線損，并且得到線路的無功電流；</p><p>　　選擇溪尾變作為根平衡節(jié)點(diǎn)；</p><p>　　確定其所有的后續(xù)節(jié)點(diǎn)和支路，并畫出其等值電路圖；</p><p>　　在該根電源節(jié)點(diǎn)下依次計(jì)算所有節(jié)點(diǎn)分別進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)節(jié)約的網(wǎng)損及其需要的補(bǔ)償量；</p><p>　　選

73、出節(jié)約網(wǎng)損最大的節(jié)點(diǎn)作為待選補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)；</p><p>　　在待選的節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行無功補(bǔ)償，并進(jìn)行潮流計(jì)算，同時(shí)根據(jù)潮流計(jì)算的結(jié)果適當(dāng)調(diào)整補(bǔ)償量，獲得節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)補(bǔ)償量；</p><p>　　獲取最佳補(bǔ)償后，進(jìn)行潮流計(jì)算，輸出結(jié)果。</p><p>　　第四章 屏南縣電網(wǎng)無功優(yōu)化</p><p><b>　　4.1 綜合分析</b&

74、gt;</p><p>　　根據(jù)前面內(nèi)容的分析了解，屏南縣電網(wǎng)無功優(yōu)化存在種種問題，本文旨在電力市場條件下的無功優(yōu)化研究，無功補(bǔ)償不合理勢必對電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)損耗帶來負(fù)面影響，因此，下面就基于電力市場條件下對屏南電網(wǎng)進(jìn)行無功優(yōu)化計(jì)算，并得出在計(jì)及無功電價(jià)時(shí)，優(yōu)化后所帶來的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　4.2 屏南縣電網(wǎng)無功優(yōu)化計(jì)算</p><p>　　屏南縣電網(wǎng)主要有兩

75、個(gè)電站和四個(gè)變電站構(gòu)成，它們分別是上培電站、溪尾水電站和代溪變電站、長橋變電站、城關(guān)變電站、佳洋變電站。</p><p>　　4.2.1 屏南縣電網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡化圖</p><p>　　4.2.2 屏南縣電網(wǎng)潮流計(jì)算</p><p>　　(1) 設(shè)備參數(shù)計(jì)算</p><p>　　表4-1 線路原始參數(shù)</p><p>　　線

76、路阻抗有名值、標(biāo)幺值計(jì)算如下：</p><p>　　SB=100MVA，UN=35kV</p><p><b>　　(4-1)</b></p><p><b>　　(4-2)</b></p><p><b>　　(4-3)</b></p><p><

77、;b>　　(4-4)</b></p><p>　　式中，r為線路電阻有名值</p><p><b>　　x為線路電抗有名值</b></p><p><b>　　為線路電阻標(biāo)幺值</b></p><p><b>　　為線路電抗標(biāo)幺值；</b></p>

78、<p><b>　　上代線：</b></p><p><b>　　(4-5)</b></p><p><b>　　(4-6)</b></p><p><b>　　(4-7)</b></p><p><b>　　(4-8)</b

79、></p><p><b>　　上城線：</b></p><p><b>　　(4-9)</b></p><p><b>　　(4-10)</b></p><p><b>　　(4-11)</b></p><p><b&

80、gt;　　(4-12)</b></p><p><b>　　長屏線：</b></p><p><b>　　(4-13)</b></p><p><b>　　(4-14)</b></p><p><b>　　(4-15)</b></p>

81、;<p><b>　　(4-16)</b></p><p><b>　　佳城線：</b></p><p><b>　　(4-17)</b></p><p><b>　　(4-18)</b></p><p><b>　　(4-19)&

82、lt;/b></p><p><b>　　(4-20)</b></p><p><b>　　城溪線：</b></p><p><b>　　(4-21)</b></p><p><b>　　(4-22)</b></p><p>

83、<b>　　(4-23)</b></p><p><b>　　(4-24)</b></p><p>　　表4-2 變壓器原始參數(shù)表</p><p>　　雙繞組變壓器參數(shù)計(jì)算：</p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　

84、　(4-25)</b></p><p><b>　　(4-26)</b></p><p>　　式中，、分別為變壓器的電阻標(biāo)幺值、電抗標(biāo)幺值；</p><p><b>　　代溪變：</b></p><p><b>　　(4-27)</b></p><

85、;p><b>　　(4-28)</b></p><p><b>　　城關(guān)變：</b></p><p><b>　　(4-29)</b></p><p><b>　　(4-30)</b></p><p><b>　　長橋變：</b>

86、;</p><p><b>　　(4-31)</b></p><p><b>　　(4-32)</b></p><p>　　三繞組變壓器參數(shù)計(jì)算：</p><p><b>　　，，</b></p><p>　　(4-33) </p>

87、<p><b>　　(4-34)</b></p><p><b>　　(4-35)</b></p><p><b>　　(4-36)</b></p><p><b>　　(4-37)</b></p><p><b>　　(4-38)&l

88、t;/b></p><p>　　式中 、、分別為三繞組變壓器高壓、中壓、低壓側(cè)短路損耗；</p><p>　　各繞組電阻標(biāo)幺值計(jì)算：</p><p><b>　　(4-39)</b></p><p><b>　　(4-40)</b></p><p><b>　

89、　(4-41)</b></p><p>　　式中，、、分別為高壓、中壓、低壓側(cè)電阻標(biāo)幺值</p><p><b>　　(4-42)</b></p><p><b>　　(4-43)</b></p><p><b>　　(4-44)</b></p>&l

90、t;p><b>　　(4-45)</b></p><p><b>　　(4-46)</b></p><p><b>　　(4-47)</b></p><p>　　式中，、、分別為三繞組變壓器高壓、中壓、低壓側(cè)短路電壓百分比；</p><p>　　計(jì)算各繞組電抗標(biāo)幺值：&l

91、t;/p><p><b>　　(4-48)</b></p><p><b>　　(4-49)</b></p><p><b>　　(4-50)</b></p><p>　　上式中，、、分別為高壓、中壓、低壓側(cè)電抗標(biāo)幺值</p><p>　　(2) BPA潮流

92、計(jì)算</p><p>　　表4-3 屏南電網(wǎng)主要發(fā)電廠及變電站負(fù)荷有關(guān)參數(shù)表</p><p>　　表4-4 節(jié)點(diǎn)信息表</p><p><b>　　續(xù)表4-4</b></p><p>　　表4-5 變壓器信息表 </p><p>　　表4-6 支路信息表</p><p>　

93、　注：由于屏南電網(wǎng)線路不長，且都是35kV線路，因此不考慮導(dǎo)納對線路的影響。</p><p>　　根據(jù)表4-3至表4-6所給出的數(shù)據(jù)，利用BPA軟件進(jìn)行潮流計(jì)算，并分析。潮流計(jì)算程序見附錄1</p><p>　　根據(jù)BPA的計(jì)算結(jié)果列出以下數(shù)據(jù)表格</p><p>　　表4-7 節(jié)點(diǎn)信息表(計(jì)算結(jié)果)</p><p>　　表4-8 變壓器信息

94、表(計(jì)算結(jié)果) </p><p>　　表4-9 支路信息表(計(jì)算結(jié)果)</p><p>　　從上表數(shù)據(jù)可知：電網(wǎng)線路總有功損耗為</p><p><b>　　(4-51)</b></p><p>　　4.2.3 無功優(yōu)化計(jì)算</p><p>　　(1) 利用4.2.2 潮流計(jì)算得出的結(jié)果，運(yùn)用MA

95、TLAB軟件進(jìn)行無功優(yōu)化計(jì)算，程序見附錄2。通過MATLAB計(jì)算得到的結(jié)果如下表：</p><p>　　表4-10 MATLAB計(jì)算結(jié)果</p><p>　　(2) 確定補(bǔ)償容量：表4-10中補(bǔ)償容量為計(jì)算補(bǔ)償容量，從表4-3的有關(guān)參數(shù)與表4-10的數(shù)據(jù)對比可以看出，表4-10中計(jì)算補(bǔ)償容量屬于過補(bǔ)償，因此不能直接利用，必須對其進(jìn)行修正。對于節(jié)點(diǎn)54即B1，它是一個(gè)電廠，本身發(fā)出無功功率，

96、若對改點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償無功，則勢必帶來更大的無功電流從而產(chǎn)生更多的損耗，所以不對改點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償無功；對于節(jié)點(diǎn)52即B4和節(jié)點(diǎn)55即B2，由于它們所帶的無功負(fù)荷都只有2MVAR，而計(jì)算補(bǔ)償容量分別為13.3537MVAR和11.0061MVRA超過了負(fù)荷容量的2倍，因此，對節(jié)點(diǎn)52和節(jié)點(diǎn)55的補(bǔ)償容量取負(fù)荷本身,即2MVAR；同理，對于節(jié)點(diǎn)B6補(bǔ)償容量為零。</p><p>　　4.2.3 無功補(bǔ)償</p>

97、<p>　　根據(jù)4.2.2中(2)的分析，確定對代溪變和城關(guān)變的低壓側(cè)進(jìn)行無功補(bǔ)償，補(bǔ)償容量均為2MVAR，然后，利用BPA軟件再次對電網(wǎng)潮流計(jì)算，程序見附錄3。并分析</p><p>　　補(bǔ)償后潮流計(jì)算所得數(shù)據(jù)如下</p><p>　　表4-11 節(jié)點(diǎn)信息表(計(jì)算結(jié)果)</p><p>　　表4-12 變壓器信息表(計(jì)算結(jié)果) </p>&

98、lt;p>　　表4-13 支路信息表(計(jì)算結(jié)果)</p><p>　　從上表數(shù)據(jù)可知：補(bǔ)償后電網(wǎng)線路總有功損耗為</p><p><b>　　(4-52) </b></p><p>　　4.3 綜合對比分析</p><p>　　從4.2中無功補(bǔ)償前潮流計(jì)算數(shù)據(jù)表4-7至表4-9，和補(bǔ)償后潮流計(jì)算數(shù)據(jù)表4-11至4-

99、13中的數(shù)據(jù)可以得出，電網(wǎng)的電壓略有提高，而有功網(wǎng)損下降。從式(4-51)和式(4-52)可以算出無功補(bǔ)償前后降低的線路有功損耗為</p><p><b>　　(4-53)</b></p><p>　　因此，在以電價(jià)為0.5元/度的情況下，在6個(gè)月內(nèi)以上補(bǔ)償方案可為電網(wǎng)節(jié)省費(fèi)用</p><p>　　(元) (4-54)</p>

100、<p>　　式中：C為運(yùn)行節(jié)省費(fèi)用；</p><p>　　T為電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)間（以一個(gè)月30天，一天24小時(shí)計(jì)算）。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　合理科學(xué)的無功規(guī)劃對于電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來許多好處：從安全性方面，可以提高系統(tǒng)安全性，改善系統(tǒng)無功分布，改善系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定性，從經(jīng)濟(jì)方面，可以降低系統(tǒng)

101、有功網(wǎng)絡(luò)損耗，降低系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用等等。</p><p>　　由于電力市場理論的完善及推廣，無功有了定價(jià)，本文建立計(jì)及有功損耗的無功綜合優(yōu)化模型，該模型降低了電網(wǎng)的有功損耗，提高系統(tǒng)的電壓，提高了系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，給整個(gè)電網(wǎng)帶來了不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　本文考慮電力市場的條件下對電網(wǎng)的無功優(yōu)化分析，所做的具體工作如下：</p><p>　　分析屏南電網(wǎng)

102、的結(jié)構(gòu)，熟悉電網(wǎng)分布情況，了解有關(guān)設(shè)備參數(shù)；</p><p>　　學(xué)習(xí)BPA軟件，通過BPA軟件對電網(wǎng)進(jìn)行潮流計(jì)算；</p><p>　　學(xué)習(xí)MATLAB軟件，通過MATLAB軟件對電網(wǎng)進(jìn)行無功優(yōu)化計(jì)算；</p><p>　　分析電力市場條件下的無功優(yōu)化。</p><p>　　通過對屏南縣電網(wǎng)進(jìn)行分析計(jì)算，計(jì)及電價(jià)，考慮無功優(yōu)化后線路有功損耗

103、的影響，驗(yàn)證了無功優(yōu)化可在電力市場環(huán)境下為電力系統(tǒng)帶來經(jīng)濟(jì)效益，因此電力市場下的無功優(yōu)化是很有必要的。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 溫步瀛，周峰，程浩忠，黃曉旭，俞健，高國鳴.電力市場條件下無功發(fā)電成本研究.電力自動化設(shè)備，2002,22（2）：26-29.</p><p>　　[2] 戴彥，倪以信

104、，文福拴，韓禎祥.電力市場下的無功電價(jià)研究.電力系統(tǒng)自動化，2000,24（5）：9-14.</p><p>　　[3] 譚倫農(nóng)，張保會，段建東.電力市場下的一種無功優(yōu)化方法.西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2002,36（10）：996-999.</p><p>　　[4] 電力百科全書：電力系統(tǒng)卷（第二版）[M].北京：中國電力出版社，2001.</p><p>　　[5]

105、電力工業(yè)部電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院 編.電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊[M].北京：中國電力出版社，1998.</p><p>　　[6] 陳垳.電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析(第三版)，[M].北京：中國電力出版社，2009.</p><p>　　[7] Ward J B ,Hale H W .Digital Computer Applications Solution of Power Flow Problem[J].A

106、IEETrans,1956,7 5,皿:398-404</p><p>　　[8] 陳垳.電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析(第三版)，中國電力出版社，2009,7：130-135</p><p>　　[9] 陳垳.電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析(第三版)，中國電力出版社，2009,7：224</p><p><b>　　謝辭</b></p><p>

107、　　時(shí)間走得真快，仿佛就在轉(zhuǎn)瞬間，我的大學(xué)生活已經(jīng)接近尾聲，四年里的努力與付出隨著本論文的完成，即將劃上完美的句號。</p><p>　　本論文在*老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成了，從選題到具體的寫作過程，從論文的初稿到定稿都凝聚了*老師的心血和汗水，在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，*老師為我提供了許多專業(yè)知識上的指導(dǎo)和一些富有創(chuàng)造性的建議，他一絲不茍的作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度深深的影響了我，如果沒有*老師的循循誘導(dǎo)，如果沒有這樣

108、的幫助和熏陶，我不會這么順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。在這里我向丘老師表示深深的感謝和崇高的敬意！</p><p>　　同時(shí)，我還要感謝在大學(xué)四年中給予我諸多教誨和幫助的各位老師，也感謝各位同學(xué)、室友在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)期間給我的幫助和支持！</p><p>　　附錄一 BPA潮流計(jì)算程序</p><p>　　(POWERFLOW,CASEID=EMS,PROJECT=TEST)&l

109、t;/p><p>　　/P_INPUT_LIST,FULL\</p><p>　　/P_OUTPUT_LIST,FULL\</p><p>　　/P_ANALYSIS_RPT,LEVEL=4\</p><p>　　/NETWORK_DATA\</p><p>　　.234567890*234567890*234567890

110、*234567890*234567890*234567890*234567890</p><p>　　BS B1 35 999 999 1.01</p><p>　　B B2 35</p><p>　　B B3 10 20 2

111、</p><p>　　B B5 10 10 2 </p><p>　　B B4 35</p><p>　　B B9 35</p><p>　　B B10 110 10 2 </p><p>　　B

112、 B7 10 </p><p>　　B B6 35</p><p>　　B B8 35 10 10</p><p>　　B B11 10 10 1

113、 </p><p>　　B B0 10</p><p>　　.234567890*234567890*234567890*234567890*234567890*234567890*234567890</p><p>　　.234567890*234567890*234567890*234567890*234567890*234567890*234

114、567890</p><p>　　L B8 35 B9 35 .80229.53868</p><p>　　L B9 35 B4 35 .04005.0704 </p><p>　　L B4 35 B6 35 .50139.

115、60408</p><p>　　L B4 35 B1 35 .30037.528</p><p>　　L B1 35 B2 35 .54 .36257</p><p>　　.234567890*234567890*234567890*234567890*2345678

116、90*234567890*234567890</p><p>　　T B2 35 B3 10 .0208 .4</p><p>　　T B4 35 B5 10 .0208 .4</p><p>　　T B4 35 B5 10 2

117、 .0208 .4</p><p>　　T B6 35 B7 10 .0208 .4</p><p>　　T B6 35 B7 10 2 .0208 .4</p><p>　　T B9 35 B0 10 .00633-.0079

118、</p><p>　　T B0 10 B10 110 .01085.34127</p><p>　　T B0 10 B11 10 .00759.21429</p><p><b>　　(END)</b></p><p>　　附錄二

119、MATLAB無功優(yōu)化程序</p><p>　　z_35=[5550520.49060.86240.28 0;%平南</p><p>　　5652536.1427.400.0 0;</p><p>　　5752543.67956.4683.687 0;</p><p>　　5854556.615 4.441

120、52.199 0];%平南%0.023 0;</p><p><b>　　for m=1:4</b></p><p>　　%for n=1:5</p><p>　　% z_35(m,n)=z_b_35(m,n);</p><p><b>　　%end</b></p><p

121、>　　z_35(m,6)=z_35(m,6);%/3;%%%%%%%%%%%轉(zhuǎn)換成每相損耗</p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　for m=1:4</b></p><p>　　z_35(m,7)=sqrt((z_35(m,5)^2)*z_35(m,6)/((z_35(m,4)^2+