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无功功率有倒送和下送2种情况,而功率因数本身并无方向之分,因此无法准确表达本文提出的接近平衡区间的函数,如滞后功率因数0.99和超前功率因数0.99到平衡区间的距离会产生混淆。因此,本文提出修正功率因数cosjx的概念,是指经过修正后的10 kV馈线首端的功率因数,其修正方法受功率流向的影响,Q从变电站下送馈线则按式(3)修正,Q从馈线倒送变电站则按式(4)修正。
当无功下送时,修正功率因数计算方法同传统的功率因数;当无功倒送时,修正功率因数由传统功率因数在数轴上以数值点1为中心进行镜像翻转得到。通过修正,馈线首端的功率因数对应不同的流向时也能在数轴上准确表达。如无功倒送时,数值为0.97的功率因数被修正为数值为1.03的修正功率因数。
基于以上分析,以修正功率因数为参考指标,本文提出一种新型的配电网低压电容器协同控制方法——修正功率因数评估法,以电压不越限为优先判据,可以根据修正功率因数来评估该配电区域的无功平衡状况,控制低压电容器的协同投切使得功率因数落在平衡区间,从而接近和达到优化状态。
修正法的具体控制模型如下:
1)控制目标。修正功率因数到平衡区间的数值距离最小化。
2)控制对象。10 kV馈线的配变低压侧电容器。
3)控制方式。通过馈线全线的电容器协同投切使得修正功率因数到平衡区间的数值距离最小。
在协同控制中需要考虑多个电容器的投切次序优先级,目前主要有4种方式:电压控制、无功电流控制、功率因数控制和负载率控制。电压控制可以有效保证电压合格情况,但由于馈线首端附近节点电压一般较高,末端节点电压偏低,因此可能造成馈线末端的电容器集中动作而闲置中前段的设备;无功电流控制和功率因数控制可以在轻载的时候实现针对性的补偿,但算法较复杂,且只针对平衡无功负荷而忽略了配变和线路产生的无功损耗。因此本文采用配电变压器的负载率来确定电容器投切次序,可以兼顾无功负荷和无功损耗,而不同负载率下有着不同的无功需求,优先对重载的配变进行无功补偿能够更有效地实现节能降损。
修正法的思路是,按配变的负载轻重来确定全线各电容器设备的投切优先级,通过无功补偿使得10 kV馈线的修正功率因数维持在平衡区间内,且尽量使投入的无功补偿电容器分散到各配电变压器台区中,近似实现全线路无功功率的就地平衡。
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