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電能質(zhì)量
專家診治

把電能質(zhì)量問題交給領(lǐng)步400-056-5258

無功功率在電網(wǎng)中的地位

返回列表來源：領(lǐng)步電能質(zhì)量發(fā)布時間：2016-11-04分享加入收藏關(guān)注：-

專家講堂3

無功功率對電力系統(tǒng)的電壓損耗以及有功損耗有重要影響，進(jìn)行合理的無功優(yōu)化能保持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定，改善電能質(zhì)量，減少有功損耗從而降低能源消耗。無功優(yōu)化問題是一個典型的非線性數(shù)學(xué)規(guī)劃問題，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的日益擴(kuò)大，約束條件的增多，無功優(yōu)化問題變得越來越復(fù)雜。

1.電網(wǎng)無功優(yōu)化問題的提出

電力系統(tǒng)是由大量的發(fā)電、輸電、變電、配電線路和設(shè)備以及用電戶共同組成的復(fù)雜系統(tǒng)；隨著我國國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，人們對電力的需求越來越大，同時對供電的可靠性和質(zhì)量提出了更高的要求。隨著用戶對于電能質(zhì)量要求的不斷提高，電網(wǎng)無功優(yōu)化補(bǔ)償?shù)闹匾砸膊粩嘣鰪?qiáng)，難度也日益加大；特別是電力市場機(jī)制的引入，使得如何采取有效手段提高電能質(zhì)量，降低網(wǎng)損，已經(jīng)成為直接關(guān)系電力企業(yè)自身經(jīng)濟(jì)效益的課題。

電力系統(tǒng)中無功的合理分布是保證電壓質(zhì)量和降低網(wǎng)損的前提條件，在電力系統(tǒng)中進(jìn)行無功優(yōu)化，將對電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行發(fā)揮重要作用，一方面，無功不足將導(dǎo)致系統(tǒng)長期運(yùn)行在低電壓水平下，電能質(zhì)量低下，而且，在系統(tǒng)受到擾動后，容易產(chǎn)生電壓崩潰；另一方面，無功過剩會惡化系統(tǒng)電壓，危害系統(tǒng)和設(shè)備的安全，而且過多的無功備用又會造成不必要的投資，引起浪費(fèi)。另外，如果系統(tǒng)無功電源不足，將會造成大量無功在系統(tǒng)中流動，使線路壓降增大、線路損耗增加、供電經(jīng)濟(jì)性下降，因此，通過對電力系統(tǒng)無功電源的合理配置和對無功負(fù)荷的針對性補(bǔ)償，不僅可以維持電壓水平和提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，而且可以降低網(wǎng)損，使電力系統(tǒng)能夠安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

2.電網(wǎng)無功優(yōu)化的目的和意義

電力系統(tǒng)進(jìn)行無功優(yōu)化后，可以改變電壓水平，電壓是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)。電力系統(tǒng)的無功補(bǔ)償與無功平衡是保證電壓質(zhì)量的基本條件，有效地控制和合理的無功補(bǔ)償，不僅能保證電壓質(zhì)量，降低電網(wǎng)電能損耗，而且能有效提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，充分發(fā)揮電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益。所以，電網(wǎng)中優(yōu)化無功的調(diào)節(jié)，是提高電壓合格率，降低線路損耗，提高電網(wǎng)安全性和經(jīng)濟(jì)性的必要手段。

無功優(yōu)化的目的就是讓電力系統(tǒng)在保證電壓質(zhì)量的條件下，無功補(bǔ)償設(shè)備的布局和配置容量Z合理，網(wǎng)損Z小。所以，電網(wǎng)在進(jìn)行有功規(guī)劃和建設(shè)的同時，也要切實(shí)搞好無功的平衡和無功運(yùn)行的優(yōu)化補(bǔ)償，合理的無功補(bǔ)償點(diǎn)選擇以及補(bǔ)償容量的確定，能夠有效地保證系統(tǒng)的電壓水平，提高系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性，避免大量無功的遠(yuǎn)距離傳輸，從而來達(dá)到降低有功網(wǎng)損，減少發(fā)電費(fèi)用的目的；而且由于我國配電網(wǎng)長期以來無功的缺乏，尤其造成的網(wǎng)損相當(dāng)大，因此無功功率優(yōu)化補(bǔ)償是降損措施中投資少回報高的方案。

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3.電網(wǎng)無功優(yōu)化的核心

  無功優(yōu)化實(shí)質(zhì)也是一種潮流，其區(qū)別在于引入控制變量的調(diào)整，不僅使潮流解可行，而且還要使目標(biāo)函數(shù)Z??；如果說常規(guī)潮流強(qiáng)調(diào)于計算，那么無功優(yōu)化則更強(qiáng)調(diào)于調(diào)整，它將控制和常規(guī)潮流計算融為一體。實(shí)現(xiàn)合理的無功潮流分布的前提條件是電力系統(tǒng)有充足的無功電源容量，若無功電源容量不足，系統(tǒng)運(yùn)行電壓將難以保證。但無功電源容量過剩，無疑又會浪費(fèi)不必要的投資。因此，進(jìn)行無功規(guī)劃優(yōu)化確定系統(tǒng)的針對性補(bǔ)償?shù)攸c(diǎn)和補(bǔ)償容量，避免無功電源建設(shè)的盲目性，是保證電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和優(yōu)質(zhì)供電的一項(xiàng)十分重要的工作。
  近年來，國內(nèi)外專家經(jīng)過不懈的努力，根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際情況，建立了多種無功優(yōu)化規(guī)劃模型。所有模型都包括：目標(biāo)函數(shù)與約束條件。
  目標(biāo)函數(shù)通常為：網(wǎng)損Z小、投資Z省、電壓偏差Z小、年運(yùn)行費(fèi)用Z小等。
  約束條件包括：電壓上、下限約束，發(fā)電機(jī)有功、無功上下限約束，變壓器分接頭位置限制，線路安全性約束等。
  根據(jù)解決問題的重點(diǎn)不同，目標(biāo)函數(shù)和約束條件的選取也不同。
  4.電網(wǎng)無功優(yōu)化的發(fā)展方向
合理的無功優(yōu)化對保持電壓穩(wěn)定、提高電壓水平以及減少網(wǎng)損有重要意義，它能有效提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和安全性。近年來，在變電站投入運(yùn)行的AVC控制功能的電容器以及電抗器等標(biāo)志著電網(wǎng)逐步像智能方向發(fā)展，以后，電網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)用自主研發(fā)的通信、信息、網(wǎng)絡(luò)、傳感器、分布式電源、分布式計算技術(shù)等一切可以應(yīng)用的先進(jìn)技術(shù)和傳統(tǒng)的電網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，使電網(wǎng)具有一種思維、分析、判斷、決策、控制的功能，無論在什么情形下，電網(wǎng)都能自動快速準(zhǔn)確地進(jìn)行自控，因而電網(wǎng)就能更安全、穩(wěn)定、高質(zhì)、有效、以及更人性化地運(yùn)行。

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