無功補(bǔ)償容量優(yōu)化分析
1 補(bǔ)償容量優(yōu)化法
無功補(bǔ)償容量的優(yōu)化法是:分別從網(wǎng)損最小、年運(yùn)行費(fèi)用最小、年支出費(fèi)用最小的觀點(diǎn)出發(fā),求出最佳補(bǔ)償容量的算法。這些算法的特點(diǎn)是:求得所要求的量值的數(shù)學(xué)表達(dá)式,然后用求函數(shù)極值的方法,求得補(bǔ)償容量。是一些古典的求極值算法,故稱為經(jīng)典優(yōu)化法。
1.1 按網(wǎng)損最小確定補(bǔ)償容量
無功補(bǔ)償?shù)哪康氖墙祿p節(jié)能,因此,從網(wǎng)損最小的觀點(diǎn)出發(fā)來確定補(bǔ)償容量是很重要的。如圖1所示,該圖中各段時間內(nèi)的總無功負(fù)荷為Q,,Q:,…,Q。,假定網(wǎng)絡(luò)總補(bǔ)償容量為Q。,則全年的電能損耗和無功負(fù)荷的關(guān)系為:
其中:△Pc是補(bǔ)償電容每Kvar的有功損耗(kW);T是年運(yùn)行時間(h);R是補(bǔ)償點(diǎn)至電源的等值電阻(Ω)。為使網(wǎng)損最小,可將網(wǎng)損△A對Qc微分,并命其為0,則其:
這種算法比較簡單,但沒有計(jì)人補(bǔ)償電容所需要的費(fèi)用。該算法所能保證的只是網(wǎng)損最小,但如果考慮安裝補(bǔ)償電容的費(fèi)用,不一定是最經(jīng)濟(jì)的。
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1.2 按年運(yùn)行費(fèi)用最小確定補(bǔ)償容量
年運(yùn)行費(fèi)用由兩部分組成:第1部分是加裝電容器后網(wǎng)絡(luò)損耗的電價(jià),即F1=△A×β,△A是年電能損耗(kW.h),β是有功電價(jià)[元/(kW.h)]第2部分是補(bǔ)償裝置的年運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用,即F2=KaKcQc,其中Kc是裝設(shè)單位補(bǔ)償容量的綜合投資(元/Kvar),Ka是補(bǔ)償裝置的維護(hù)費(fèi)用率(%)。年運(yùn)行費(fèi)用F=F1十F2=△A ×β十KaKcQc,將△A值代人。為使F最小,將F對Qc微分并命其為0,得:
1.3 按年支出費(fèi)用最小確定補(bǔ)償容量
年支出費(fèi)用是指同時考慮年運(yùn)行費(fèi)和投資的回收。設(shè)投資每元錢的回收率為Ke%,年支出費(fèi)用為:Z=F+KeKcQc,其中F是年運(yùn)行費(fèi)用;Ke是投資每元錢的回收率。該式采用直線平均法,將電容補(bǔ)償?shù)目偼顿Y平均分?jǐn)傇诟鱾€年度。為使年支出費(fèi)用最小,將Z對Qc微分并令其為0,從而可求得:
上述3種方法的基本思想和計(jì)算公式的形式很相似,但其所計(jì)及的因數(shù)和獲得的經(jīng)濟(jì)效益卻各不相同,所以其適應(yīng)的范圍也因此而異。通過分析,可見;第1種方法的補(bǔ)償量和投資均是最大的;第2種方法的補(bǔ)償量和投資皆居中;第3種方法的補(bǔ)償量最小,因此其所用的投資也最小。
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