非线性规划法在矿井高压配电网无功补偿优化中的应用研究_论文

发布时间:2021-09-23 18:29:17

维普资讯 http://www.cqvip.com 第2 7卷 第 4期  20 0 2年 8月  煤  炭  学  报  Vo . 7 1 2   No. 4  Aug.   20   02 J OURNAL OF C NA C     HI   OAL S   OCI T   E Y 文 章 编 号 :2 3— 9 3 2 0 0 0 5 9 9 (0 2)4—04 —0  44 5 非 线 性 规 划 法 在 矿 井 高 压 配 电 网 无 功  补 偿 优 化 中 的 应 用 研 究  柳春生,焦留成   ( 作 工 学 院 电 气 工 程 系 ,河 南 焦 作 焦 440   5 0 0) 摘  要 :根 据 矿 井 高压 配 电网 的 特 点 , 用非 线 性 规 划 法 对 矿 井 高 压 配 电 网 的 无 功 补 偿 进 行 优 化 ,   建 立 了无 功 补 偿 的 目标 函数 和 约 束 条 件 ,确 定 了无 功 补 偿 的 最佳 容 量及 其 最 优 分 布 . 经 不 同类 型  的 矿 井应 用表 明 ,其 理 论 与 实 际 运 行 结 论 能 较 好 地 吻 合 . 无功 补 偿 效 益 明 显提 高 ,减 少 的线 损 率  约 为 4 % ,投 资 回收 年 限约 为 1a 6  .   关 键 词 :非 线 性 规 划 法 ;矿 井 高 压 配 电 网 ;无 功 补 偿 优 化  中图 分 类 号 :T 6 ;O 2 .   D 1 2 12 文 献 标 识 码 :A   为 了 提 高 效 益 ,降 低 吨煤 成 本 ,矿 井 的节 能 改 造 越 来 越 受 到 重 视 . 其 中 ,电 网 的 节 能 改 造 是 重 要 的 途  经 之 一 . 目前 我 国大 部 分 煤 矿 的 电 网节 能 的潜 力 还 是 很 大 的 . 除 了选 用 节 能 设 备 和合 理 使 用 设 备 外 ,对 电  网进 行 无 功 优 化 补 偿 则 是 一 种 更 为 行 之 有 效 的 手 段 .   我 国 矿 井 电 网的 无 功 补 偿 绝 大 多数 在 地 面 6~1  V母 线 上 进 行 集 中 补 偿 ¨ . 这 种 集 中补 偿 只 是 满 足  0k   电 力 部 门对 功 率 因数 的要 求 ,节 能 效 果 并 不 明 显 . 因为 它 只 能 补 偿 6~1  V 电 源 线路 或 主 变 压 器 及 3   V 0k 5k   电 源 线路 ,对 地 面 变 电所 的配 电线 路 并 无 补 偿 ,而 配 电 网 络 的 损 耗 约 占整 个 电 网损 耗 的 7 % kj 所 以 对  0  . 2 配 电 网 络进 行 无 功 补 偿 ,则 节 能 效 果 更 明 显 . 为 了 充 分 发 挥 配 电 网络 的无 功 补 偿 效 果 ,同 时 也考 虑 企 业 对  补 偿 投 资 的 承 受 能 力 ,使 实 际节 能 效 益 最 大 ,须 对 补 偿 地 点 和 补 偿 容 量 进 行 合 理 分 配 ,这 实 际上 就 是 对 配  电 网 络 的 无 功 补 偿 进 行 优 化 的 问题 .   1 非 线 性 规 划 法  1 1 目标 函数 的 确 定  .  非线 性 规 划 问 题 所 要 追 求 的 目标 可 以 是各 种 各样 的 .诸 如 补 偿 设 备 的 综 合 投 资最 小 ,网络 总 的有 功 损  耗 最 小 ,所 获 得 的 经 济 效 益 最 大 等 . 例 如 ,若 追 求 的 目标 是 网 络 总 的 有 功 损 耗 最 小 ,则 应 建 立 网络 总 损 耗  △ 与各补偿点补偿容量 Q P  的 函数 关 系 ,即  AP = Q。 .      ) 所 要 追 求 的 目标 .   () 1  这就 是 说 , 当各 补 偿 点 装 设 的补 偿 容 量 为 Q   Q  , … ,Q   … ,Q  时 ,能 使 网络 总损 耗 △ P最 小 是  1 2 约 束 条 件 的 确 定  . 约 束 条 件 的 意 义 :为 了保 证 网 络 总 的 有 功 损 耗 最 小 ,即 所 建 立 的公 式 ( ) 的 函 数 关 系 是 有 条 件 的 , 1   这 些 条 件 常 称 为 约束 条 件 ,简 称 为 约 束 . 因此 ,所 讨 论 的 问题 是 一 种 有条 件 的 规 划 问题 ,称 其 为 带 有 约 束  的非 线 性 规 划 问题 . 也 就 是 说 ,在 满 足 一 定 的条 件 之 下 ,保 证 网 络 总损 耗 最 小 .   ()满足网络无功负荷*衡条件 若补偿的总容量为 ∑ Q 网络的总无功负荷为∑ Q, 1    网络的总无  收 稿 日期 :2 0 —1 2  0 1 2— 7 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 4期  柳 春 生等 : 线性 规 划法 在矿 井高 压配 电 网无功 补偿 优 化 中的应 用研 究 非 45 4  功损耗为 ,为满足网络的无功负荷*衡,必须有 ∑ Q  Q  一∑ Q 一△ , Q=0 这是第 1 . 个约束条件.   ( ) 补 偿 容 量 的极 限 条 件 2 按 补偿 功 率 因数 的要 求 ,或 按 装 设 补 偿 容 量 的 资 金 要 求 ,补 偿 容 量  不  能 超 过 其 最 大 值 Q… ,也 不 得 小 于其 极 小 值 Q ,这 就 形 成 了补 偿 容 量 Q …  的极 限 约 束 条 件 ,即 Q < Q     < Q .这 是 第 2个约 束 条 件 . …   ( ) 电压 的极 限 条件 按 网 络 对 电压 质 量 的要 求 ,第 i 补 偿 点 的 电 压  必 须 小 于 其 极 大 值  …  3 个 大 于其

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