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10kV城市配电网无功补偿设计的研究与应用

内容摘要

随着社会经济的发展和电子设备规模的增长，能源需求的快速增长严重影响了电能质量，高压和低压系统之间的负载不断增加，主要是由于电压波形的变化。为了解决这个问题，反作用力快速变化并引起产生大量谐波电流。消耗的无功功率通常采用无功功率补偿方法进行补偿。

本文根据我国无功补偿的现状、趋势和需求，考察了研究背景和无功补偿装置的重要性，进而讨论了无功补偿技术在10kV城市配电网中的应用，旨在为改善电网的安全运行，经济效率和电能质量做出自己的贡献。

关键词：电网；无功补偿；10kV

目录

TOC\o1-3\h\z\u内容摘要 1

1绪论 3

1.1课题的背景及意义 3

1.2国内外研究和发展动态 3

1.2.1国外发展现状 3

1.2.2我国发展现状 4

1.3论文主要工作 4

2无功补偿的基本概念 5

2.1无功补偿的工作原理 5

2.2功率因数与电路参数关系 5

2.3无功补偿对供电质量的影响 5

2.4无功补偿装置 6

2.4.1无功补偿电容器 6

2.4.2静止无功发生器 7

310kV城市配电网中的无功补偿设计方案 7

3.1XX无功补偿设计要点 7

3.1.1p-q算法 7

3.1.2ip-iq算法 8

3.2无功补偿装置选择 8

3.3SVG的并联控制方法 11

410kV配电网中的无功补偿方案分析 14

4.1无功补偿前的运行分析 14

4.2无功补偿后的效果分析 18

5结论 23

参考文献 24

1绪论

1.1课题的背景及意义

电力是中国最重要的能源之一，电力也是中国的基础产业，从技术组成来看，电力生产序列不能大量储存，因此，能源发电、输配电系统必须保证运行的平衡。随着中国经济建设的发展和道路需求的增加，国家建设和改造城市电网。由于对稳定性、效率和智能化的要求越来越高,市政电力中心的直接入口需要高压，并以高压电源变压器的降压和低压配电方法形成。输出主要包括非保留功率和非保留功率两部分，前者意味着使用的是能源，后者意味着不必消耗任何电能，它只是将电能转换为其他形式的能量，即电能，这是使用设备运行的前提条件主要是定期在电网和电能之间切换。

而近年来随着现代工业和能源的发展距离和传输功率都在增加，能源质量对工业用户的重要性也相应提高，但在实际应用中，企业级用户的数量越来越多，电动机和变压器一直大量使用，尤其是在最近几年。由于大型硅控制器件的应用导致高性能非线性负载，电源系统的功率因数降低，电压波动增大，因此在输配电网发电过程中提出了容量问题。面对诸如改进、减少损失、增强稳定性、改善质量等客观要求，有必要通过连接大量的无功补偿设备来实现负载平衡和利润提高。

当前，中国经济发展进入快速发展时期，电力需求和消费仍增长约7％，但地理环境和资源客观上受到限制。中国某些地区电网的不断发展，但仍然存在电力短缺和峰值停电的情况，随着高性能非线性负载的增加，未受污染的电网冲击和谐波污染的频率不断增加，从长远来看，由于配电系统损耗的增加，电压稳定性的下降。中国电网的长期建设和运行，存在补偿能力差，部署不合理等问题，尤其是在10kV阶段，对城市通信网络进行集中供电，快速、准确、连续的补偿技术发展了很长一段时间，但应用技术尚未完善。因此，有必要研究无功补偿技术。本文基于10kV城市配电网，通过对与无功补偿技术进行应用研究，对于完善电网的安全运行具有重要的理论和实践意义。

1.2国内外研究和发展动态

1.2.1国外发展现状

在解决国际水平的电源和配电网中的功率因数校正问题时，默认情况下，电源和配电网就被用作纯正弦交流电路，使用有功、无功和取决于什么的功率和其他因素或无功补偿设计的定义。在1920年代，在非正弦介质的时域中出现了一个初步版本，有人认为，在Budeanu和Fryze一致地研究之后，没有必要研究时域中无功补偿的理论或定义，分析并提出了一种在非正弦条件下以频域和时域角度确定无功功率的方法[1]。

Czarnecki[2]认为，关于三相系统功率特性的某些结论只能从三相系统具有非常特殊性质的瞬时主力和反作用力中得出，这说明PQ理论可以确定功率特性。正确。只有当三相负载对称且为正弦电压时，它才具有三相负载的特性。Drive[3]建议使用有功和无功功率特性的即时分析来诊断三相感应电动机的拼写错误。该功能提供了通过监测日常运行中的波动来检测这些类型的故障和预测电机运行状况的能力。卡马乔[4]研究过，当存在强烈干扰时，逆