基于改进遗传算法的配电网电容器优化配置(2)

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（1）引起线路的总电流增大，使供电网络中的功率损耗和电能损耗增大。

（2）使供电网络的电压损耗增大，影响负荷端的电压质量。

（3）使供配电设备的容量不能得到充分利用，降低了供电能力。

（4）使发电机的输出能力下降，发电设备效率降低，发电成本提高。

综上所述，无功功率对电源及工业企业内部供配电系统都有不良影响。从节约电能，改善变配电设备的利用情况和提高电能质量等方面考虑，都必须设法减去负荷无功功率带来的不利影响，为此，需要安装无功功率补偿设备。功率因数是供用电系统的一项重要技术经济指标，无功补偿后的效果常用补偿前后的功率因数来体现，因此，《全国供用电规定》规定:100kV.A及以上高压供电的用户，其功率因数不应低于0.9.其他电力用户的功率因数不应低于0.85。若达不到要求，应装设必要的无功补偿设备，否则要加收电费[1]。

功率因数太低对电力系统有不良影响，所以要提高功率因数。其中人工补偿最常用的是并联电容器补偿。电容器作为配电网无功补偿的重要设备，已经被广泛的投入使用。合理的在配电网中配置和控制电容器不仅可以提高电压质量，还可以改善功率因素，增加系统容量，降低损耗。因此，配电网的电容器优化是电网经济、安全运行不可或缺的重要保障。实行电容器优化配置的经济效益主要体现在如下几个方面[2]:

　　1.提高功率因数，避免罚款，减少工矿企业电费开支，降低企业成本；

　　2.减少电气设备中的电流，降低损耗，节约电能；

　　3.可降低电力系统电压损失，减少电压波动．改善电能质量；

　　4.增加变压器及电网的利用率．节省电器设备的投资．挖掘原有电气设备潜力；

5.减少设备发热，减少设备损坏，提高了设备的可靠性。

配电网的电容器优化配置[5]是电网经济、安全运行不可或缺的重要保障，它不仅可以为用户提供可靠的、高质量的电能，而且还可以显著降低网络损耗，所以研究电力电容器优化配置对改善电网的功率因数，提高配电网电压水平，降低有功损耗和提高电力企业的经济效益等方面具有重要的现实意义，配电网电容器优化运行策略已经成为现代配电网运行所面临的一个重要课题。而作为无功补偿主要方式的电容器，在电力系统中如何合理投运及安全运行，已成为系统安全经济运行和调度管理工作中日益受关注的技术问题，也是电网调度自动化系统的一个重要的研究方向。

1.2 配网电容器优化配置的研究现状

长期以来，我国电网一直重视有功调度问题，而对电网的无功调度重视不够，特别是对配电网无功调度重视不够，导致大量无功功率流动于配电网中，既增加了配电网有功损耗，又影响了电能质量。特别是近年来，随着我国国民经济的飞速发展，配电网的负荷不断增加，峰谷用电负荷差较大，异步电动机的大量使用，致使峰谷电压波动更大，增加了配电网的无功消耗，降低了配电网运行效率。同时，在配电网实际运行中，由于缺少合理的电容器优化配置策略，一些电力部门仍然凭着经验控制配电网中的无功补偿设备，使配电网无功和电压得不到很好的控制，增加了配电网有功损耗，降低了配电网电能质量[3]。如今对配网电容器加以优化配置很多人在研究，然而大部分的研究关注点在局部控制，即根据当地实时负荷和电压水平和无功功率的变化，采用基于九区图进行局部控制。尽管就地控制方法原理简单，但会有一些电容器会出现投切振荡和拒补偿等现象，难以满足配电网的全局优化操作。为了能够实现真正的配电网优化运行状态，需要通过全局优化控制的方法，由远处控制算法软件对电容器进行实时优化掌控，探寻出全局最佳优化方案。现阶段人们对配电网电容器优化配置的研究工作主要是在未来一天24个时段负荷预测数据的基础上进行的动态优化研究，虽然能够限制补偿设备在一天内的投切次数，但却难以满足实时性要求，且优化结果的好坏受负荷预测精度的影响。可见，现有的研究成果离实际应用还有较大的差距。配电网电容器优化配置的关键不在于寻求全局最优解，而是更侧重于追求算法的实时性和收敛性。因此，对相应算法的研究应该根据其特点进行，以满足优化问题本身对计算速度、收敛性的要求[4]。