探析電力系統無功補償優化規劃

丁凌龍

國網福建省電力有限公司福州供電公司 福建福州 350000

探析電力系統無功補償優化規劃

丁凌龍

國網福建省電力有限公司福州供電公司 福建福州 350000

近年來隨著經濟的發展，電力系統不斷得到發展與完善，為國家的工業生產居民生活等方面提供了越來越多的電力能源。隨著用電結構的不斷優化以及用電需求的增加，對電力能源的供求平衡提出了越來越高的要求，電力工作人員也不斷的尋找優化電能供應的方式。在長期實踐的基礎上，相關技術人員從電網傳輸的消耗角度，探討電力系統的無功補償，以解決當前形勢下電力能源供求不平衡的關系。本文從電力系統無功補償優化的現狀以及補償方式等的研究，提出一定的優化規劃。

電力系統；無功補償；無功優化；現狀；規劃

一、前言

我國電力能源的迅速發展，使得電力能源的供應問題日益突出。對電力系統在運行中進行無功補償以及無功優化措施都提出了較高的要求，但是從現階段我國電力系統的運行狀況來看，我國的無功優化在控制過程中還存在一定的問題，主要表現在控制算法以及實際應用中。無功優化的主要作用是通過一定的控制手段，使電力系統能夠實現穩定與高效的運行，以保證電力企業經濟效益的最大化。因此，電力行業的工作人員，要在總結工作經驗的基礎上，積極探索無功補償與無功優化的最佳方案。

二、電力系統的無功優化

1、電力系統無功優化的運行現狀

電力系統的無功優化主要指的是在充分保障電力輸送穩定與安全性的基礎上，采用一定的技術方法改變傳統的電力輸送方式，以減少電力能源在輸送中的損耗。

隨著電力系統的不斷發展壯大，電網規模的擴大使得電網聯網成為電力系統未來發展的主要趨勢。而隨之而來的就是電力輸給送過程中產生的一系列問題，電網輸送事故逐漸增加也預示著電力企業想要得到更加高效的發展就必須提高電能源的輸送效率，保證電網電壓的合格率。

2、電力系統無功優化方式

我國的電力系統的無功優化經歷了一段時間的探索與實踐。在傳統的無功優化技術中，往往采用的是靜態無功優化措施，這種靜態無功優化的主要特點是通過使用當時或者過去的優化結果去調節下一時刻的電力系統的設備，對電力運輸的動態性重視不足，因此，在傳統無功補償的基礎上，出現了動態的無功優化方式[1]。

2.1 對無功補償裝置的優化：

電壓補償裝置是實現無功優化的基礎。為進一步減少電力能源的損耗，在電力能源的輸送過程中，通過電容器對電流負荷中的無功電流進行補償。電網在運行中同時產生無功功率以及有功功率，一般的電機負載是感性負載，在運行時要消耗很多無功功率。使用電容補償，能夠電機負載提供更多的無功功率，從而減少電網的功率損失，提高電網設備的使用效率。

2.2 對控制電壓的優化：

無功優化的閉環控制系統的建立，主要是使用自動化系統對電力系統在運行中的各個節點進行控制分析，對電壓的無功優化進行在線實時控制，最終實現電容器與變壓器等的合理運行，以保證電力輸送的優化。閉環控制系統可以依據不同的電力系統建立集中式以及分布式模式，這樣不僅能夠使電力系統在運行過程中保持平衡，同時也減少了電力系統的無功損耗，保障運行中的安全性。

三、無功補償的原則與方式

1、無功補償原則

首先，保證無功補償的局部平衡與總體平衡相結合。電力系統的局部平衡能夠使電網運行整體的平衡性得到一定的保障，同時又能推動電網系統各個分站的無功功率達到平衡。

其次，分散補償與集中補償相結合。在無功補償規劃中注意分散補償的運行，在負荷集中的電網中實行無功補償的同時，要在設備以及變壓器與輸電線路等方面進行相應的分散補償，這種補償方式能夠有效的增加無功補償的平衡性，已達到降低電壓損耗的效果。

最后，注意調節電壓與降低損耗相結合。主要是降損，同時不能忽視調壓。對于輸電線路分支多、距離較長、功率因數低、負荷較分散的線路可以優先考慮該調節方法，此線路最明顯的特點就是：線路損失大、負荷率低。若對線路進行補償，能大大提高供電線路的輸電能力[2]。

2、電力系統無功補償的有效方式

在對電力系統進行無功補償的過程中，按照電力系統運行中無功功率的走向對無功功率的補償方式進行選擇。在變電站通過高壓集中補償的方式，以填補主變線路的空載線路與無功損耗[3]。

隨機補償方式：在配電變壓器的低壓側設置電容器進行無功補償，能夠有效的對變壓器的空載以及漏磁無功率進行補償。在實際運行中，由于農網的配電負載較低，農村配變無功補償電容器的容量不能超過空載無功，如果補償過量會導致過補償的問題。另外，由于用戶的變壓器的負荷率相對較高，因此要加強對用戶變壓器進行補償，以提高變壓器的有效出力。

動態無功補償方式：在電力系統的運行中，衡量電力能源質量的主要指標是電壓值，電力企業的電力技術的衡量標準就是電網損耗。電力企業想要獲得長遠穩定的發展，就必須要在提高電壓質量等方面以尋求新的突破。當前在電力系統中電能損耗的現象較為嚴重，因此必須加強無功補償的技術運用。

隨著電力系統自動化水平的不斷提高，可以通過集中控制的方式提高無功優化的性能，例如，首先可以加強對無功優化的控制模型的建立與優化，使用線性的無功優化模式，以提高自動管理中無功優化的靈敏度。其次，通過將無功優化算法中的軟約束問題模糊化處理的方法，以減少對無功優化的計算，提高運行效率，在保留原有運行的良好系數技術的同時，對內點法在運算中的收斂性能有較好的繼承。使得自動化管理在無功優化方面的計算性能得到進一步的提高，計算時間相對減少的同時，提高了計算結果的準確性。

例如，通過AVC自動電壓控制系統實現對電網的無功資源以及調壓設備的自動控制功能。AVC自動電壓控制主要使通過計算機與電力信息通信系統建立起的自動控制系統。AVC裝置的基本功能是通過對電網運行中的負荷波動與電壓變化迅速作出反應，調節發電機的勵磁以實現電廠側的的電壓控制，能夠有效的提高電壓輸送的質量，滿足系統對無功功率的需求。是減少電力損耗降低人工勞動的有效措施。

四、總結

我國的電力能源逐漸得到了較為廣泛的應用，已經逐漸步入節約型社會的發展狀態。為進一步極強對能源的節約，在電力系統的運行中加強對無功補償與優化方式的探索，一方面能夠降低電力系統在電能輸送中的損耗，另一方面能夠節約電力系統的運行成本，使得電力企業的經濟效益最大化。這對保障居民用電穩定以及提高電力企業的經濟效益等都有著積極意義。

[1]文明，何禹清，蔣海波，劉定國，時誼計.及無功經濟價值的配電網電容器優化配置[J].電力系統保護與控制，2011，39，(9)：59-64.

[2]劉瀚林.地區電網感性無功補償優化配置研究[J].華南理工大學，2012，(13)：152-156.

[3]黃英利.電容器在電力系統中應用及在運行中應注意的問題探究[J].大科技，2013，(9)：85-86.