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4 算例仿真
现选取南方地区的一条10 kV馈线为对象,通过仿真验证典型的电容器自动控制方法和本文的修正法在有功损耗、电压合格比例、电容器设备动作次数等方面的效果。典型法的具体控制逻辑为,各无功补偿点在该点电压合格的前提下保持功率因数在0.90~0.95之间;修正法的具体逻辑如上文所述,平衡区间的上下限分别取为滞后0.98和1.0。
该线路为城镇线路,全线共有27个负荷节点,配电变压器总容量为9 360 kVA。为了进行有效对比,在2种控制仿真下,线路的拓扑结构、负荷水平和电容器配置等完全一致。
全天96个时间节点中,馈线最大负荷为6 096+ j2977 kVA,最小负荷为784+j122 kVA,负载率的范围为8%~65%,可以有效验证在负荷波动情况下2种控制方法的效果和优劣。对其进行连续潮流仿真,24 h的总统计结果如表1所示,其中,电压合格比例a是指,96个时间点中电压合格率为100%的时间节点数T100%与总时间节点数Tall的比值。即
表1 2种控制策略的结果对比
Tab. 1 Comparison of two control methods
接下来对有功损耗、电压合格率及电容器的投切次数进行具体分析。
图7是一天96个时间节点该线路的有功损耗DPloss随负载率λ的变化对比图。负载率较低时,2种方法的损耗基本相同,无法区分其优劣;而负荷较重的时候,修正法的有功损耗明显低于典型的控制策略,此时修正法在节能降耗方面的优越性就可以体现出来,全天统计典型法的电量损耗为3 730 kW˙h,修正法的电量损耗为3 162 kW˙h,可节省的电能相当可观。据能源局统计,2014年社会总用电量为55 233亿kW˙h,全国线损率为6.3%,若其中一半通过10 kV配电网传输,则修正法的推广应用一年内可以为社会节省电量260亿kW˙h;按每度电0.6元的居民电价折算可节省156亿元。
注:归一化是指以数据本身最大值作为基准1。
图7 总有功损耗对比图
Fig. 7 Comparison of power losses
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