無功電壓與優(yōu)化技術(shù)問答

《諧波治理與無功補(bǔ)償技術(shù)問答》同時(shí)介紹了幾種電力電子濾波器的作用和特性，對(duì)無功功率補(bǔ)償裝置的使用和選擇也作了介紹。

《諧波治理與無功補(bǔ)償技術(shù)問答》可供從事電力電子技術(shù)工作的技術(shù)人員參考，也可作為大專院校相關(guān)專業(yè)師生的參考書。

無功功率是交流同步電網(wǎng)中最重要的因素之一，它與電網(wǎng)的供電能力、電能質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)損耗、安全穩(wěn)定運(yùn)行水平等密切相關(guān)。電網(wǎng)中多數(shù)元件需要消耗無功功率，大多數(shù)用戶負(fù)荷也需要消耗無功功率，這些無功功率必須從網(wǎng)絡(luò)中的某個(gè)地方獲得，而無功功率傳輸又有諸多的限制條件，這就引出了無功平衡與無功補(bǔ)償?shù)膯栴}。在電網(wǎng)中完全不傳輸無功功率實(shí)際上是不可能的，除非在同一電網(wǎng)、同一電壓等級(jí)的節(jié)點(diǎn)上無功功率的產(chǎn)生與需要量相等。因此，經(jīng)常可以見到在同一電網(wǎng)的配電網(wǎng)絡(luò)中使用并聯(lián)電容器進(jìn)行容性補(bǔ)償，而在輸電網(wǎng)絡(luò)中又使用并聯(lián)電抗器進(jìn)行感性補(bǔ)償，以實(shí)現(xiàn)無功功率分層、分區(qū)就地平衡。控制無功功率是保證供電質(zhì)量的基本方法。為保證電網(wǎng)各樞紐點(diǎn)和用戶側(cè)電壓在一定的范圍內(nèi)變化，需要對(duì)這些節(jié)點(diǎn)的電壓進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?，而通過對(duì)輸電網(wǎng)絡(luò)中無功功率的控制，既可實(shí)現(xiàn)輸電網(wǎng)絡(luò)功率損耗最小，又可實(shí)現(xiàn)傳輸容量最大的目標(biāo)。另外，從實(shí)質(zhì)上看，交流網(wǎng)絡(luò)輸電中的電壓穩(wěn)定問題及電壓崩潰問題還是無功功率控制問題。由于在交流同步電網(wǎng)中無功功率控制如此重要，因而無功功率控制與無功功率補(bǔ)償是本書討論的主要問題。無功功率優(yōu)化是電網(wǎng)無功功率控制的理想方式，它是通過合理調(diào)節(jié)變壓器的分接頭及投切無功補(bǔ)償設(shè)備，達(dá)到保持系統(tǒng)電壓水平、促進(jìn)無功功率合理流動(dòng)進(jìn)而減小系統(tǒng)有功功率損耗的目標(biāo)。預(yù)定目標(biāo)綜合最佳的優(yōu)化問題，屬于多約束非線性組合優(yōu)化范疇。近幾年來，國(guó)內(nèi)外對(duì)電網(wǎng)無功優(yōu)化的研究已經(jīng)非常深入和廣泛，已提出的無功優(yōu)化求解方法有二次規(guī)劃法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃法、內(nèi)點(diǎn)法、靈敏度法和單純形法，這些算法由于多數(shù)將離散變量作為連續(xù)變量處理，使求解時(shí)陷入局部最優(yōu)且時(shí)間過長(zhǎng)。目前，利用遺傳算法求解非線性優(yōu)化問題較為成功，但仍然存在收斂速度慢、交叉和變異概率低等問題。本書對(duì)上述問題進(jìn)行了較為詳細(xì)的論述。隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，無功調(diào)節(jié)手段數(shù)目多，相互影響大。這些因素導(dǎo)致電網(wǎng)電壓/無功功率優(yōu)化控制問題的規(guī)模越來越大，傳統(tǒng)的電壓/無功功率優(yōu)化控制方法已不能滿足電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的需求。有必要在繼續(xù)增加本地?zé)o功資源、提高電壓控制能力的同時(shí)，建設(shè)自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)，以完善對(duì)電網(wǎng)無功電壓分布的綜合決策、調(diào)度和管理，優(yōu)化調(diào)度現(xiàn)有的無功電壓調(diào)控資源，提高系統(tǒng)滿足電能質(zhì)量、電網(wǎng)安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等要求的能力，減輕運(yùn)行人員工作量。而自動(dòng)電壓/無功功率控制系統(tǒng)（Automatic Voltage Control,AVC）是利用電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，從整個(gè)系統(tǒng)角度科學(xué)決策出最佳的無功電壓調(diào)整方案，自動(dòng)下發(fā)各個(gè)子站裝置，以電壓安全和優(yōu)質(zhì)為約束，以系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行為目標(biāo)，采用連續(xù)閉環(huán)進(jìn)行電壓的實(shí)時(shí)優(yōu)化控制，解決了無功電壓協(xié)調(diào)控制方案的在線生成、實(shí)時(shí)下發(fā)、閉環(huán)自動(dòng)控制等一整套分析、決策、控制、實(shí)時(shí)追蹤的問題。AVC能夠有效地克服電網(wǎng)無功電壓控制中存在的不足，解決電網(wǎng)當(dāng)前和未來面臨的電壓控制問題。隨著電力領(lǐng)域新技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)的無功功率控制技術(shù)得到了進(jìn)一步豐富和提高。利用普通晶閘管相角控制的柔性輸電技術(shù)，對(duì)電網(wǎng)有功功率、無功功率進(jìn)行快速、靈活調(diào)節(jié)的技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了幾十年且已經(jīng)成熟，國(guó)外應(yīng)用早且較為廣泛。近些年來，國(guó)內(nèi)在220 kV、500 kV和750 kV交/直流輸電工程中重點(diǎn)推廣應(yīng)用了串聯(lián)補(bǔ)償、可控串聯(lián)補(bǔ)償、靜止無功補(bǔ)償和可控電抗等輸電新技術(shù)，以不斷提高我國(guó)電網(wǎng)輸電能力和安全可靠性。本書由劉建英、張帆老師任主編，王飛和孟建平任副主編。本書項(xiàng)目一由王飛編寫，項(xiàng)目二、項(xiàng)目七由劉建英編寫，項(xiàng)目三、項(xiàng)目四由張帆編寫，項(xiàng)目五、項(xiàng)目六由孟建平編寫，林兆明參與編寫部分章節(jié)，同時(shí)，感謝李娜及陳利平對(duì)本書的審稿工作。由于編者水平有限，書中不當(dāng)之處在所難免，敬請(qǐng)廣大讀者指正。

《無功電壓與無功補(bǔ)償?shù)恼{(diào)整》由北京理工大學(xué)出版社出版。