方鑫勇 杜斌 顾炜杰 孙东方 李仕杰

摘要

本文主要对农村配电网无功补偿进行了分析与探讨，对农电无功补偿的方式方法以及无功补偿点的选择进行了主要研究。首先对几种无功补偿方式进行了对比、分析，从而找到了农村配电网无功补偿的最佳优化配置方式。该方法就是通过对当前无功补偿最佳配置点寻优算法的优缺点进行分析，再根据选定的补偿方式来提出按管理区域划分的分区而得来一种遗传算法，并在此基础上进行无功优化。利用该算法对对IEEE30节点系统以及实际配电供电系统进行验算，结果表明，这种算法具有良好的效果、效率快、稳定性强，容易控制，无功补偿效果显著，可见其优势很明显。

【关键词】农村 配电网 无功补偿

随着我国城市化水平的不断提升，我国的农村经济发展的速度也越来越快，农村的用电量也逐渐提升，需求不断增加，由此国家提出了农网升级改造的要求，提升农村电网结构稳定性，对其进行完善与优化，并要求尽全力解决农村配电网设备老化、技术水平老旧等不良问题，国家为农村电网的建设也做出了贡献，为农村电力发展指导了新的方向，确保用电安全与用电质量，提升科技进步水平，保障农网电压的无功综合管理水平的提升，保障稳定的持续的供电，降低电能的消耗，促進农村电力的发展。那么如何更好地解决农村配电网中低电压问题，为用户提供更加方便的服务，是一个值得探讨的问题。

1配电网无功补偿方式——变电站集中补偿

变电站的集中补偿主要就是补偿主变以及高压输电线路对无功容量的需求，在实际的工程规划当中，要充分的考虑到供电区域的无功潮流与配电线路与用户的实际用电质量情况，以此来确保无功补偿的容量，对无功功率额定值进行一定的补偿。变电站集中补偿可以实现对无功补偿装置的管理、维护，但是该方法对农村地区中低电压问题的解决效果上并不是很理想，还有就是在整体电网线路的损耗上，其作用也不是很明显。

2配电网无功优化算法

配电网的无功优化以及配置点的寻优算法方式有很多，GA能够根据父系遗传由上一代的寻优结果进行下一代寻优，实现最大效率的找到全局最优解，且其占用的空间比较少，具有局部收敛例如禁忌搜索的优点，所以该算法在配电网无功优化过程中以其良好的效果得到了推广使用。传统的GA具有一定的局限性和缺点，如在用到大型的电网系统中时，它的计算时间长且计算量大，根据这些不足，本文在此基础上对优化寻优模型以及算法上进行了相应的改善。找出了一种按管理区域划分分区的遗传算法，这种方法是被改进过的。

（1）先输入罚函数对目标函数模型进行约束：

（2）再对原有电网管理区域进行寻优空间划分出分区。然后在各个分区中运用改进过的遗传算法进行寻优;

（3）通过凝聚、比较，选择最佳的解，降低寻优时间，使无功补偿的配置也更合理。

3配电网无功补偿的自动化控制

3.1无功补偿自动化的特点与意义

无功补偿是各个工厂以及变电站所必备的，包括农村地区也是如此，，现在有很多单位利用的是人工定时投切电容，甚至长期运用，这种情况造成电荷波动比较大，造成固定补偿过补偿或是倒送无功功率，大大增加了电网的损耗。因此，有些供电局对一些企业变电所的无功电度表安装止倒装置，实现对配电网无功补偿的自动化控制，可以实现以下优势：

（1）管理人员可以从以往复杂的劳动中解放出来;

（2）自动化、智能化的控制，可以降低人工操作的失误率，提升安全性与系统运行的稳定性;

（3）有利于实现综合化的控制，提升电能的利用效率，降低能耗，节省资源;

（4）自动化的高度集成化与模块化可以实现系统有效运行与方便维护。

低压变配电综合自动化包含35kV以下电压等级的终端用户变电所的内容，10/3 80V终端变电所所在的电力系统其所涵盖的范围较广，能够为用户带来经济效益，其运行的效率、经济效益、自动化水平等对电力系统具有直接的影响。10 （35） kV/380V终端变电所大都位于事业、商业、生活区等负荷比较重的地方，该区域负荷回路比较多、开关多，故障发生频率比较高，这也是电力系统中实现综合自动化的难点所在。加强对低压配电网无功补偿的自动化研究，对提升电力系统运行的安全、稳定、经济效益具有积极的意义。

3.2微机控制无功自动补偿装置的应用

电力系统的负荷分有功负荷和无功负荷两个部分。有功功率与频率、冻动机的油门开度有关。无功功率与电压也就是发电机的励磁有关，因此无功功率的主要来源则是发电帆励磁。

一个继电器控制一台交流接触器，一台交流接触器控制一组电容器，由交流接触器的辅助接点来控制电容器组的放电电阻。交流接触器的上端装有熔断器的隔离，主要用于短路保护以及隔离电源。另外，二者之间有不同之处，如各组的电容器容量不一样。对无功补偿自动投切装置的要求：能够自动根据无功负荷的变化而投切电容器组，且能够保证功率在0.95以上，并且不会过补偿;还有就是能够满足电容器组的自动循环投切要求，让电容器与接触器的使用几率相近，延长其使用寿命;还有就是最好是具有过电压的保护功能等;保证在轻荷过程中不会造成电容器组的投切震荡问题;元器件的性能一定要稳定，降低环境对其的影响，有利于后期的维护。

农村用电高峰期一般在四到九月份，一到三、十到十二是用电低谷期，而且即使在同一天电量变化也不同，如果无功补偿不能够随着负荷的变化而变化，那么，在用电低谷期会因无功补偿量比较大而出现过补偿的状况，从而造成电气设备的损坏。所以，农村应用自动投切的无功补偿方式是一个比较好的选择。补偿容量的选择应以用电低谷期的情况为基准，然后高峰负荷时，则可以利用自动投切装置投入备用容器。而且自动无功补偿可以自动也可以手动，这是非常好的。

4结语

综上所述，本文对配电网无功补偿进行了探讨，且提出了几个优化措施，该方法具有一定的可行性、可靠性，对农村配电网的无功补偿的优化起到了最佳效果，具有一定的指导意义。能够在满足用户需求的同时，保障农村电网的运行的安全稳定性，实现对农村配电网的升级与改造，实现最佳的无功补偿优化，解决低电压问题，为农民提供更加方便的服务。

参考文献

[1]刘振亚，把握大局扎实工作全面服务社会主义新农村建设[J].国家电网，2007，12 （12）：15 -17.

[2]胡彩娥，杨仁刚.用电力系统分区方法确定无功源最佳配置地点[J].电力系统及其自动化学报，2004，16 （03）： 46-49.

[3]王凌谊.电力系统无功优化与无功补偿[J].电气应用，2006 （10）.