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摘 要

在交流电力系统发展的过程中，始终伴随着加强供用电的安全稳定运行和社会经济建设的问题，配电网无功优化就成为了提高电网的电能质量和节能降耗的重要因素。因此，必须重视和强化无功电压工作，才能有效提高电力能源的综合利用率，改善我国电力能源日益紧缺的局面，向全社会提供更多的优质电力资源。

对于电力系统，通过采用有效的无功补偿技术可以提高电网安全运行的能力，提高末端电压和保证供电质量；对于用电企业，较大功率的用电设备，采取就地补偿措施可取得提高电能质量，降低无功损耗的节能效果。本文主要介绍了无功优化的发展，国内的现状。主要介绍了无功与线损和电压的关系，电力系统的电压调整和配电网的无功补偿方案。本文的重点是内点法算法的实现，以及算例验证。并且最后对今后无功优化发展的方向做出了分析。

关键词:无功优化；线损；电压调整；内点法

Abstract

During the AC power system development, always accompanied by strengthening of security and stability for the problem and the social economic development of the electricity distribution network reactive power optimization has become an important factor in improving power quality and energy saving power grid. Therefore, we must attach importance to and strengthen the reactive power voltage in order to effectively improve the comprehensive utilization of electrical energy, improve China"s growing energy power shortage situation, the whole society to provide more high-power resources.

For power systems, through the use of effective reactive power compensation can improve the ability of the safe operation of the power grid, improve the terminal voltage and power quality assurance; for electricity companies, high power electrical equipment, to take compensatory measures in place to improve the energy can be obtained quality, reduce reactive loss of energy savings.This paper describes the development of reactive power optimization, the domestic status quo. It introduces the reactive relationship with voltage regulation and voltage line loss, power system and distribution network reactive power compensation scheme. This paper focused on achieving the interior point method algorithm, as well as numerical example. And finally on the future direction of development of reactive power optimization analysis made.

Keywords: reactive power optimization；line losses；voltage regulation；interior point method

摘要 2

Abstract 3

第一章 绪论 5

1.1研究背景 5

1.2 研究意义 5

1.3 研究内容 6

第二章 无功优化与电压调整基本概念 8

2.1 无功功率概念 8

2.2 无功与线损和电压的关系 8

2.2.1  无功对电压的影响 9

2.2.2 线损与无功的关系  9

2.2.3电压对线损的影响 10

2.3 电力系统的电压调整 10

2.3.1电压调整的条件与意义 10

2.3.2电压调整的措施 11

2.4 配电系统无功补偿方案 12

2.4.1无功补偿的基本原理 12

2.4.2无功补偿方式 13

2.4.3无功补偿遇到的问题 14

第3章 电力系统无功优化的求解方法简介 16

3.1 常规的优化方法  16

3.2内点法原理  17

3.3 内点算法的实现  18

第4章 算例验证  25

4.1 IEEE-14节点测试系统数据 25

4.2 优化结果  27

第5章 结论与展望 30

5.1 结论 30

5.2 展望 30

致谢 31

参考文献 32

第一章 绪论

1.1研究背景

这些年来，在我国经济的快速发展的同时，电力行业也有了巨大的发展，电力逐渐成为国民生活正不可或缺的一部分，发展的同时电力系统的各类问题随之而生，无功优化就是提高电力质量的一个重要对的方面，而现在大多数电力设备的功率因数普遍很低。所以其消耗的无功占有很大的比例。将用户的功率因素提高，能够获取如下三个方面的利益。

1. 可以降低视在功率，电网中很多的设备的容量均可以有效的降低，如发电机、变压器等，电容量的降低可以相应的降低建设和制造的费用。
2. 降低总的电流，功率因素的提高，可以降低无功损耗，从而导致总的电流下降，通过计算发现，当功率因素从0.7提升到0.8后，电能的损耗可以降低24%，继续提升功率因素到0.9，可以将损耗降低40%。
3. 功率因素的提升可以使得变压器的容量降低，压降减少，输电的稳定性和质量得到提升。

在工业行业中，大多数用电装备属于感性负荷，这些装备在工作时要吸取很多无功。无功的提升使供电系统的功率因数下降，因而出现系统电压降低、电气装备不能充分利用、提高线损及降低供电装备的供电能力等状况。因此就地使用无功补偿、提升功率因数对降损节约能源有着非常重要的含义。

电力系统中，要求发电设备所产生的无功以及有功和用户消耗的无功以及有功要相互的匹配和平衡，电网中应当要有备用的无功电源，防止电网中无功功率的突然上升。电力系统中的无功电源有很多种，如电容器、发电机、静止的无功补偿装置等。电力系统中的很多用户设备均会吸收无功功率，产生无功功率，其中异步发电机所产生的无功功率是最多的，异步发电机的综合负荷的功率因素为0.6～0.9。我们可以将电力系统中的无功功率损耗分为两个部分，分别是线路和变压器中损耗的无功，其中输电线路损耗的无功同输电线路中的电流平方成正比，线路属于容性设备，因此可以将线路看成是无电源变压器所消耗的无功，变压器中的无功损耗分为电抗无功和励磁无功两种损耗。一般高压设备下的电源无功控制在0.9以上，对于抵押设备而言对功率因素的要求为0.85以上。一般要选择7％～8％的最大无功功率容量来作为备用。

1.2 研究意义

如今，电力已经成为当代社会的重要能源，与人民经济发展和国民生活有很密切的关系，很多用户对电压的质量提出了非常高的要求，怎么提升电压的质量已成了电力行业的一个主要目的，而且无功优化是提升电压质量的主要手段。

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