探析电力系统无功补偿优化规划

丁凌龙

[摘要]近年来随着经济的发展，电力系统不断得到发展与完善，为国家的工业生产居民生活等方面提供了越来越多的电力能源。随着用电结构的不断优化以及用电需求的增加，对电力能源的供求平衡提出了越来越高的要求，电力工作人员也不断的寻找优化电能供应的方式。在长期实践的基础上，相关技术人员从电网传输的消耗角度，探讨电力系统的无功补偿，以解决当前形势下电力能源供求不平衡的关系。本文从电力系统无功补偿优化的现状以及补偿方式等的研究，提出一定的优化规划。

[关键词]电力系统;无功补偿;无功优化;现状;规划

一、前言

我国电力能源的迅速发展，使得电力能源的供应问题日益突出。对电力系统在运行中进行无功补偿以及无功优化措施都提出了较高的要求，但是从现阶段我国电力系统的运行状况来看，我国的无功优化在控制过程中还存在一定的问题，主要表现在控制算法以及实际应用中。无功优化的主要作用是通过一定的控制手段，使电力系统能够实现稳定与高效的运行，以保证电力企业经济效益的最大化。因此，电力行业的工作人员，要在总结工作经验的基础上，积极探索无功补偿与无功优化的最佳方案。

二、电力系统的无功优化

1、电力系统无功优化的运行现状

电力系统的无功优化主要指的是在充分保障电力输送稳定与安全性的基础上，采用一定的技术方法改变传统的电力输送方式，以减少电力能源在输送中的损耗。

随着电力系统的不断发展壮大，电网规模的扩大使得电网联网成为电力系统未来发展的主要趋势。而随之而来的就是电力输给送过程中产生的一系列问题，电网输送事故逐渐增加也预示着电力企业想要得到更加高效的发展就必须提高电能源的输送效率，保证电网电压的合格率。

2、电力系统无功优化方式

我国的电力系统的无功优化经历了一段时间的探索与实践。在传统的无功优化技术中，往往采用的是静态无功优化措施，这种静态无功优化的主要特点是通过使用当时或者过去的优化结果去调节下一时刻的电力系统的设备，对电力运输的动态性重视不足，因此，在传统无功补偿的基础上，出现了动态的无功优化方式[1]。

2.1对无功补偿装置的优化：

电压补偿装置是实现无功优化的基础。为进一步减少电力能源的损耗，在电力能源的输送过程中，通过电容器对电流负荷中的无功电流进行补偿。电网在运行中同时产生无功功率以及有功功率，一般的电机负载是感性负载，在运行时要消耗很多无功功率。使用电容补偿，能够电机负载提供更多的无功功率，从而减少电网的功率损失，提高电网设备的使用效率。

2.2对控制电压的优化：

无功优化的闭环控制系统的建立，主要是使用自动化系统对电力系统在运行中的各个节点进行控制分析，对电压的无功优化进行在线实时控制，最终实现电容器与变压器等的合理运行，以保证电力输送的优化。闭环控制系统可以依据不同的电力系统建立集中式以及分布式模式，这样不仅能够使电力系统在运行过程中保持平衡，同时也减少了电力系统的无功损耗，保障运行中的安全性。

三、无功补偿的原则与方式

1、无功补償原则

首先，保证无功补偿的局部平衡与总体平衡相结合。电力系统的局部平衡能够使电网运行整体的平衡性得到一定的保障，同时又能推动电网系统各个分站的无功功率达到平衡。

其次，分散补偿与集中补偿相结合。在无功补偿规划中注意分散补偿的运行，在负荷集中的电网中实行无功补偿的同时，要在设备以及变压器与输电线路等方面进行相应的分散补偿，这种补偿方式能够有效的增加无功补偿的平衡性，已达到降低电压损耗的效果。

最后，注意调节电压与降低损耗相结合。主要是降损，同时不能忽视调压。对于输电线路分支多、距离较长、功率因数低、负荷较分散的线路可以优先考虑该调节方法，此线路最明显的特点就是：线路损失大、负荷率低。若对线路进行补偿，能大大提高供电线路的输电能力[2]。

2、电力系统无功补偿的有效方式

在对电力系统进行无功补偿的过程中，按照电力系统运行中无功功率的走向对无功功率的补偿方式进行选择。在变电站通过高压集中补偿的方式，以填补主变线路的空载线路与无功损耗[3]。

随机补偿方式：在配电变压器的低压侧设置电容器进行无功补偿，能够有效的对变压器的空载以及漏磁无功率进行补偿。在实际运行中，由于农网的配电负载较低，农村配变无功补偿电容器的容量不能超过空载无功，如果补偿过量会导致过补偿的问题。另外，由于用户的变压器的负荷率相对较高，因此要加强对用户变压器进行补偿，以提高变压器的有效出力。

动态无功补偿方式：在电力系统的运行中，衡量电力能源质量的主要指标是电压值，电力企业的电力技术的衡量标准就是电网损耗。电力企业想要获得长远稳定的发展，就必须要在提高电压质量等方面以寻求新的突破。当前在电力系统中电能损耗的现象较为严重，因此必须加强无功补偿的技术运用。

随着电力系统自动化水平的不断提高，可以通过集中控制的方式提高无功优化的性能，例如，首先可以加强对无功优化的控制模型的建立与优化，使用线性的无功优化模式，以提高自动管理中无功优化的灵敏度。其次，通过将无功优化算法中的软约束问题模糊化处理的方法，以减少对无功优化的计算，提高运行效率，在保留原有运行的良好系数技术的同时，对内点法在运算中的收敛性能有较好的继承。使得自动化管理在无功优化方面的计算性能得到进一步的提高，计算时间相对减少的同时，提高了计算结果的准确性。

例如，通过AVC自动电压控制系统实现对电网的无功资源以及调压设备的自动控制功能。AVC自动电压控制主要使通过计算机与电力信息通信系统建立起的自动控制系统。AVC装置的基本功能是通过对电网运行中的负荷波动与电压变化迅速作出反应，调节发电机的励磁以实现电厂侧的的电压控制，能够有效的提高电压输送的质量，满足系统对无功功率的需求。是减少电力损耗降低人工劳动的有效措施。

四、总结

我国的电力能源逐渐得到了较为广泛的应用，已经逐渐步入节约型社会的发展状态。为进一步极强对能源的节约，在电力系统的运行中加强对无功补偿与优化方式的探索，一方面能够降低电力系统在电能输送中的损耗，另一方面能够节约电力系统的运行成本，使得电力企业的经济效益最大化。这对保障居民用电稳定以及提高电力企业的经济效益等都有着积极意义。

参考文献

[1]文明，何禹清，蒋海波，刘定国，时谊计.及无功经济价值的配电网电容器优化配置[J].电力系统保护与控制，2011，39，（9）：59-64.

[2]刘瀚林.地区电网感性无功补偿优化配置研究[J].华南理工大学，2012，（13）：152-156.

[3]黄英利.电容器在电力系统中应用及在运行中应注意的问题探究[J].大科技，2013，（9）：85-86.