無功補償容量的經(jīng)典優(yōu)化法分析
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無功補償是用來提高電壓質(zhì)量、降低網(wǎng)損的有效措施之一，方法是給感性電路中的電感并聯(lián)電容器，使感性負荷所吸收的無功功率大部分有電容器提供。無功補償容量的確定有一般方法和優(yōu)化方法。本文簡略分析無功補償容量的經(jīng)典優(yōu)化法。
1 補償容量優(yōu)化法
無功補償容量的優(yōu)化法是：分別從網(wǎng)損最小、年運行費用最小、年支出費用最小的觀點出發(fā)，求出最佳補償容量的算法。這些算法的特點是：求得所要求的量值的數(shù)學(xué)表達式，然后用求函數(shù)極值的方法，求得補償容量。是一些古典的求極值算法，故稱為經(jīng)典優(yōu)化法。
1．1 按網(wǎng)損最小確定補償容量
無功補償?shù)哪康氖墙祿p節(jié)能，因此，從網(wǎng)損最小的觀點出發(fā)來確定補償容量是很重要的。如圖1所示，該圖中各段時間內(nèi)的總無功負荷為Q，，Q：，…，Q。，假定網(wǎng)絡(luò)總補償容量為Q。，則全年的電能損耗和無功負荷的關(guān)系為：
其中：△Pc是補償電容每Kvar的有功損耗(kW)；T是年運行時間(h)；R是補償點至電源的等值電阻(Ω)。為使網(wǎng)損最小，可將網(wǎng)損△A對Qc微分，并命其為0，則其：
這種算法比較簡單，但沒有計人補償電容所需要的費用。該算法所能保證的只是網(wǎng)損最小，但如果考慮安裝補償電容的費用，不一定是最經(jīng)濟的。
1．2 按年運行費用最小確定補償容量
年運行費用由兩部分組成：第1部分是加裝電容器后網(wǎng)絡(luò)損耗的電價，即F1=△A×β，△A是年電能損耗(kW．h)，β是有功電價[元／(kW．h)]第2部分是補償裝置的年運行、維護費用，即F2=KaKcQc，其中Kc是裝設(shè)單位補償容量的綜合投資(元／Kvar)，Ka是補償裝置的維護費用率(％)。年運行費用F＝F1十F2=△A ×β十KaKcQc，將△A值代人。為使F最小，將F對Qc微分并命其為0，得：
1．3 按年支出費用最小確定補償容量
年支出費用是指同時考慮年運行費和投資的回收。設(shè)投資每元錢的回收率為Ke％，年支出費用為：Z＝F+KeKcQc，其中F是年運行費用；Ke是投資每元錢的回收率。該式采用直線平均法，將電容補償?shù)目偼顿Y平均分攤在各個年度。為使年支出費用最小，將Z對Qc微分并令其為0，從而可求得：
上述3種方法的基本思想和計算公式的形式很相似，但其所計及的因數(shù)和獲得的經(jīng)濟效益卻各不相同，所以其適應(yīng)的范圍也因此而異。通過分析，可見；第1種方法的補償量和投資均是最大的；第2種方法的補償量和投資皆居中；第3種方法的補償量最小，因此其所用的投資也最小。
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