【探究】利用自然适应性改善配电网的性能-北极星输配电网

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为了以简单的方法解决配电网问题，提出了利用自然适应性改善配电网性能的思想，由于不需要采取任何控制手段，这种方法实现简单、运行可靠，往往造价也经济。以4个应用场景说明了所建议方法的可行性，指出抽油机无功功率的波动范围较小，可以采用固定电容器进行低压侧无功补偿；做好分布式电源接入规划，即使不对分布式电源采取任何控制措施，配电网也有比较强的消纳能力；将架空馈线的一部分改造成三芯架空电缆，可以有效降低母线到负荷之间的阻抗，从而有效减少电压偏差和电压波动；配电网可以损耗电量最低的固定的方式运行而不必为降损而频繁进行网络重构调整运行方式。

0引言

配电网具有“点多面广”的特点，因此旨在改善配电网性能的各类项目宜追求简单化，因为越简单越可靠、越可靠才能越实用。

复杂的系统往往设施众多且相互关联，不仅造价高、维护工作量大，而且由于完成一个功能牵扯的环节较多，不够可靠也不够迅速。

上述道理虽然比较容易理解，但是在现实中，将简单的问题复杂化的现象却并不少见，根本原因之一在于对如何才能简单化缺乏足够的认识，另外盲目追求先进、赶时髦以及缺乏现场实际经验也是重要原因。

在解决配电网问题时，借助高速可靠的通信网络对一些分散的对象进行协调控制的方法属于下策，根据本地量测信息进行就地控制的方法属于中策，利用配电网或其局部的自然适应性而不进行任何控制的方法才属于上策，因为影响其正常发挥作用的环节最少，最简单也最可靠，在实际工程中应尽量争取采用利用自然适应性的方法。

本文结合实际应用，论述几个利用自然适应性的工程案例。

1油田配电网无功补偿

电能是油田生产的最主要动力，随着油田的发展、油气勘探开发的深入，用电量不断增大，同时电能在传输、使用中的损耗随之增大。对于石油生产企业，能耗过大、生产成本增加将成为制约油田生产发展的重要因素。

电能消耗在采油行业总能耗消耗中已占到48%左右，每年电费约占生产总成本的1/3。抽油机是油田配电网的主要负荷之一，其功率因数较低，导致油田配电网传输的无功功率较大，造成网损较大、电压质量较低和电网容量不能得以充分利用等问题。

因此，无功补偿的研究对于降低油田配电网的损耗和保障电压质量具有重要的意义。并联电容器是油田配电网无功补偿最重要的设备之一，由于抽油机负荷具有显著的周期波动性，装于油田配电网中的并联电容器一般被设计成根据功率因数的变化而分组投切电容器，造成电容器频繁投切，不仅容易损坏开关元件，而且也增加了无功补偿装置的复杂度和造价。

对抽油机负荷特性深入研究后不难发现，安装固定补偿电容器而不进行投切控制就能得到非常好的效果，从而使问题大大简单化。

抽油机负荷是以抽油机的冲程为周期、连续变化的周期性负荷，在一个周期内，每时每刻的负荷不同，这种负荷占油区总负荷的80%以上。

抽油机靠抽油杆的上下运动将原油抽汲到地面的管网中，抽油机的上冲程起油柱时所需的功率较大，而下冲程时无需动力可自行下落。为了使负荷均匀，一般配有某种平衡机构，如平衡块，电机轴上形成的总负载转矩为油井负荷扭矩与平衡扭矩之和。平衡扭矩是一正弦曲线，而油井负荷不规则，形成的总负载转矩曲线有些变形但是仍接近正弦曲线。与抽油机电机的输出功率相比，电机的损耗较小，所以电机的输入功率与转矩成正比，波形也接近正弦曲线。

原标题：【简单配电网】刘健：No.2 利用自然适应性改善配电网的性能

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