无功功率在电网中的地位

返回列表来源：领步电能质量发布时间：2016-11-04分享加入收藏关注：-

          无功功率对电力系统的电压损耗以及有功损耗有重要影响，进行合理的无功优化能保持系统电压稳定，改善电能质量，减少有功损耗从而降低能源消耗。无功优化问题是一个典型的非线性数学规划问题，随着电力系统规模的日益扩大，约束条件的增多，无功优化问题变得越来越复杂。

          1.电网无功优化问题的提出

          电力系统是由大量的发电、输电、变电、配电线路和设备以及用电户共同组成的复杂系统；随着我国国民经济快速发展，人民生活水平的不断提高，人们对电力的需求越来越大，同时对供电的可靠性和质量提出了更高的要求。随着用户对于电能质量要求的不断提高，电网无功优化补偿的重要性也不断增强，难度也日益加大；特别是电力市场机制的引入，使得如何采取有效手段提高电能质量，降低网损，已经成为直接关系电力企业自身经济效益的课题。

          电力系统中无功的合理分布是保证电压质量和降低网损的前提条件，在电力系统中进行无功优化，将对电力系统的安全经济运行发挥重要作用，一方面，无功不足将导致系统长期运行在低电压水平下，电能质量低下，而且，在系统受到扰动后，容易产生电压崩溃；另一方面，无功过剩会恶化系统电压，危害系统和设备的安全，而且过多的无功备用又会造成不必要的投资，引起浪费。另外，如果系统无功电源不足，将会造成大量无功在系统中流动，使线路压降增大、线路损耗增加、供电经济性下降，因此，通过对电力系统无功电源的合理配置和对无功负荷的针对性补偿，不仅可以维持电压水平和提高电力系统运行的稳定性，而且可以降低网损，使电力系统能够安全、经济运行。

          2.电网无功优化的目的和意义

          电力系统进行无功优化后，可以改变电压水平，电压是电能质量的重要指标。电力系统的无功补偿与无功平衡是保证电压质量的基本条件，有效地控制和合理的无功补偿，不仅能保证电压质量，降低电网电能损耗，而且能有效提高电力系统运行的稳定性和安全性，充分发挥电网运行经济效益。所以，电网中优化无功的调节，是提高电压合格率，降低线路损耗，提高电网安全性和经济性的必要手段。

          无功优化的目的就是让电力系统在保证电压质量的条件下，无功补偿设备的布局和配置容量Z合理，网损Z小。所以，电网在进行有功规划和建设的同时，也要切实搞好无功的平衡和无功运行的优化补偿，合理的无功补偿点选择以及补偿容量的确定，能够有效地保证系统的电压水平，提高系统的电压稳定性，避免大量无功的远距离传输，从而来达到降低有功网损，减少发电费用的目的；而且由于我国配电网长期以来无功的缺乏，尤其造成的网损相当大，因此无功功率优化补偿是降损措施中投资少回报高的方案。

          3.电网无功优化的核心

          无功优化实质也是一种潮流，其区别在于引入控制变量的调整，不仅使潮流解可行，而且还要使目标函数Z小；如果说常规潮流强调于计算，那么无功优化则更强调于调整，它将控制和常规潮流计算融为一体。实现合理的无功潮流分布的前提条件是电力系统有充足的无功电源容量，若无功电源容量不足，系统运行电压将难以保证。但无功电源容量过剩，无疑又会浪费不必要的投资。因此，进行无功规划优化确定系统的针对性补偿地点和补偿容量，避免无功电源建设的盲目性，是保证电力系统安全、经济运行和优质供电的一项十分重要的工作。
          近年来，国内外专家经过不懈的努力，根据电力系统的实际情况，建立了多种无功优化规划模型。所有模型都包括：目标函数与约束条件。
          目标函数通常为：网损Z小、投资Z省、电压偏差Z小、年运行费用Z小等。
          约束条件包括：电压上、下限约束，发电机有功、无功上下限约束，变压器分接头位置限制，线路安全性约束等。
          根据解决问题的重点不同，目标函数和约束条件的选取也不同。
          4.电网无功优化的发展方向
          合理的无功优化对保持电压稳定、提高电压水平以及减少网损有重要意义，它能有效提高系统的经济性和安全性。近年来，在变电站投入运行的AVC控制功能的电容器以及电抗器等标志着电网逐步像智能方向发展，以后，电网可以实现用自主研发的通信、信息、网络、传感器、分布式电源、分布式计算技术等一切可以应用的先进技术和传统的电网技术相结合，使电网具有一种思维、分析、判断、决策、控制的功能，无论在什么情形下，电网都能自动快速准确地进行自控，因而电网就能更安全、稳定、高质、有效、以及更人性化地运行。

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