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摘要：本文主要针对高层建筑中低压配电系统的线路无功优化展开分析，思考了高层建筑中低压配电系统的线路无功优化的具体思路和具体的方法，希望可以为今后的线路优化带来参考。
关键词：高层建筑；低压配电系统；线路；无功优化技术
高层建筑中低压配电系统的线路的运行过程中必须要更加的科学合理，在线路无功优化方面，积极做好优化工作，提出更好的优化技术措施，才能够提高线路无功优化的效果。
1低压配电接线方案设计探讨
随着现代电力电子技术的快速发展，用电设备和电网之间存在大量无功往复交往，由于无功的存在使电网的利用率降低；大量功率开关器件的使用产生了大量高次谐波，降低了电网电能质量，通过提高功率因数，减少无功电流在用电设备和电网之间的往复，配电设备的利用率得到提高，稳定网络电压，由于功率因数的提高，使变压器及供配电线路中的视在电流下降，降低了供配电损耗。变压器的温升与流过变压器的视在电流成正比，变压器的损耗与流过变压器的视在电流的平方成正比。采用MSFGD补偿和滤波可以使流过变压器的视在电流降低，因此可以减小变压器的发热和损耗，延长变压器的使用寿命。通过提高功率因数，减少用电费用，降低用电成本，给电力用户带来较好的经济效益。
在对高层建筑电气进行低压配电设计时，常用的低压配电接线方案主要有桥式接线。桥式接线是指在每两台变压器的低压侧上运用单母线分段的方法，对重要的负荷供电的可靠性保证有一定的促进作用。母线有热备用、冷备用两种备用方式。对母线的开关进行分段设置，当任意一方出现低压受电失电时，母线连接断路器可以自动投入是热备用的主要性能；而冷备用主要是当一方失电以后，必须由人工手动将母线连接断路器投入所使用。因此在设计这样接线方式时，应注意母线备用方式应根据其变压器负荷率的大小以及系统供电的可靠性进行合理选择。
对系统供电的可靠性理解，常常认为自动头图比手动投入可靠。但是，如果某段母线出现故障或者母线的馈线出现故障，使母线受电引起电压跳闸失电，因为故障还未消除，母联断路器自动投入设备，可能会出现越级跳闸现象，使其他正常运作的母线受电跳闸，导致整个低压系统出现失电情况，急负荷的供电可靠性无法保证。因此，要保证应急负荷的供电可靠性，必须在母联采取非自动投入方式，在独立的两个母线段之间分别设置两路电源，在设备的末端设置自动切换。
在设计低压系统母线连接自动共投入的方式时，应保证正常供电的母线变压器容量大小在满足该段负荷量的基础上，还能同时满足自动投入时其负荷容量。由此选择备用率较高的变压器。
在规模较大的高层建筑中，采用的是一级负荷设备，具有较大的容量，同时系统设置有发电机的自备电源。为了进一步提高一级负荷的稳定可靠性，可以将母线分为重要负荷母线段、应急负荷母线段、一般负荷母线段三个不同的线段。当正常电源停止供电时，想要自备电源供电设备场地如工作电梯、生活水泵等保持用电模式时，可以介入重要负荷母线段。应急负荷母线段供电是重要场所设备如消防用电等的最佳选择。一般负荷母线段则适用于一般的洗衣机、空调等常用室内电气设备。
2智能无功补偿优化模型的建立与实现
加强用电“峰、谷、平”错时管理、优化线路参数等降损方式大家已经理解并在努力完善中，而对于采取就地无功功率补偿方式降低线损并没有得到科学的理解：的确电容本身并不节电，但是根据电工原理我们知道补偿电容在工作中电容电流可以抵消电感电流，从而减少输配电线路中流动的电流，从而减少电流引起的损耗及电压降，减少了低压线路损耗。
就补偿装置来说，对高压补偿装置而言，低压无功补偿装置具备以下几个优点：一是安装灵活方便，对环境要求不高，配套设备少，维护维修方便，安全要求一般；二是投资少，由于电压等级低，设备在市场上很容易购到，投资是同容量高压补偿装置的30%～50%；三是投切灵活，这也是它最大的优点，可以根据线路无功电流的变化，自动投入切除电容，达到无功的平衡。相对于高压补偿装置动则几百千乏的投切量来说，使用低压自动补偿装置可以达到"无极变速"。因此，在配电网中，为减少线路损耗达到最佳经济效益，应尽量减少有功功率以外的功率流动。并且无功补偿应以随机就地补偿为主，以高压线路中的补偿、变电站补偿为辅。
2.1建立智能无功补偿优化模型
主站通过接收各子站发送的运行参数数据，从而实现无功补偿的优化调度。建立的智能无功补偿优化模型如下所述：
由于高层建筑中的低压配电系统的结构为分层式结构，因此可以将无功补偿的优化问题分接为针对各子站的子优化问题。下述阐述的均为针对子站的优化。
不论是主站，还是子站，任何一个站点都需要满足下述条件：
其中，S1和S2分别为控制量S的最小值和最大值：V=[V1，V2，...，V24]，表示24h内所有母线的电压矩阵，Vi为i时段内n维电压矢量：Q=[Q1，Q2，...，Q24]表示24h内所有电容器构成的容量矩阵，Qi为时段i内m维容量矢量：T=[T1，T2，...，T24]表示24h内调节变压器中所有分接开关矩阵，Ti为时段i内l维开关量矢量：Bc为m维对角矩阵，每一个对角元素与一台电动器的容量对应：K=[K1，K2，...，K24]，Ki为时段i内投切的电容器数目，是一个m维的行矢量，所有分量均为整数：SC为24h全部电容器组投切的总次数，为m维矢量：St为24h内调节变压器分接开关接入的总次数，为l维矢量。
2.2无功补偿优化实现的过程
由上述优化模型可知，高层建筑中低压配电系统线路无功优化的方法如下：
（1）从高层建筑的配电控制中、子站采集配电系统中的实时运行数据，对全天的用电负载进行预测：
（2）调用建立的优化模型，通过运算使全天中调节变压器分接开关档位T、电容器组的容量Q和系统电压均达到最优：
（3）利用最优解计算电容器的投切次数和调节变压器分接开关的调节次数：
（4）根据步骤（3）中获得的数值，主站向各分站传达控制指令，各分站执行接收到的指令。
结束语
综上所述，针对高层建筑中低压配电系统的线路无功优化问题，我们需要总结其优化技术和方法，所以，本文总结了高层建筑中低压配电系统的线路无功优化的一些关键性的技术，供参考和借鉴。
参考文献
[1]郭康，徐玉琴.基于智能单粒子算法的含光伏电站配电网的无功优化[J]电力科学与工程.
[2]吴晓霞.低压无功补偿在低压配电系统中的应用[J]电气工程与自动化.
论文作者:顾栋杰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/2
标签：母线论文; 变压器论文; 线路论文; 负荷论文; 系统论文; 电流论文; 高层建筑论文; 《电力设备》2017年第35期论文;