探析電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償優(yōu)化規(guī)劃

丁凌龍

國(guó)網(wǎng)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(tǒng)無功補(bǔ)償優(yōu)化規(guī)劃

丁凌龍

國(guó)網(wǎng)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(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力系統(tǒng)不斷得到發(fā)展與完善，為國(guó)家的工業(yè)生產(chǎn)居民生活等方面提供了越來越多的電力能源。隨著用電結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化以及用電需求的增加，對(duì)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(yōu)化電能供應(yīng)的方式。在長(zhǎng)期實(shí)踐的基礎(chǔ)上，相關(guān)技術(shù)人員從電網(wǎng)傳輸?shù)南慕嵌?，探討電力系統(tǒng)的無功補(bǔ)償，以解決當(dāng)前形勢(shì)下電力能源供求不平衡的關(guān)系。本文從電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償優(yōu)化的現(xiàn)狀以及補(bǔ)償方式等的研究，提出一定的優(yōu)化規(guī)劃。

電力系統(tǒng)；無功補(bǔ)償；無功優(yōu)化；現(xiàn)狀；規(guī)劃

一、前言

我國(guó)電力能源的迅速發(fā)展，使得電力能源的供應(yīng)問題日益突出。對(duì)電力系統(tǒng)在運(yùn)行中進(jìn)行無功補(bǔ)償以及無功優(yōu)化措施都提出了較高的要求，但是從現(xiàn)階段我國(guó)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況來看，我國(guó)的無功優(yōu)化在控制過程中還存在一定的問題，主要表現(xiàn)在控制算法以及實(shí)際應(yīng)用中。無功優(yōu)化的主要作用是通過一定的控制手段，使電力系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定與高效的運(yùn)行，以保證電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。因此，電力行業(yè)的工作人員，要在總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，積極探索無功補(bǔ)償與無功優(yōu)化的最佳方案。

二、電力系統(tǒng)的無功優(yōu)化

1、電力系統(tǒng)無功優(yōu)化的運(yùn)行現(xiàn)狀

電力系統(tǒng)的無功優(yōu)化主要指的是在充分保障電力輸送穩(wěn)定與安全性的基礎(chǔ)上，采用一定的技術(shù)方法改變傳統(tǒng)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(tǒng)的不斷發(fā)展壯大，電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大使得電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)成為電力系統(tǒng)未來發(fā)展的主要趨勢(shì)。而隨之而來的就是電力輸給送過程中產(chǎn)生的一系列問題，電網(wǎng)輸送事故逐漸增加也預(yù)示著電力企業(yè)想要得到更加高效的發(fā)展就必須提高電能源的輸送效率，保證電網(wǎng)電壓的合格率。

2、電力系統(tǒng)無功優(yōu)化方式

我國(guó)的電力系統(tǒng)的無功優(yōu)化經(jīng)歷了一段時(shí)間的探索與實(shí)踐。在傳統(tǒng)的無功優(yōu)化技術(shù)中，往往采用的是靜態(tài)無功優(yōu)化措施，這種靜態(tài)無功優(yōu)化的主要特點(diǎn)是通過使用當(dāng)時(shí)或者過去的優(yōu)化結(jié)果去調(diào)節(jié)下一時(shí)刻的電力系統(tǒng)的設(shè)備，對(duì)電力運(yùn)輸?shù)膭?dòng)態(tài)性重視不足，因此，在傳統(tǒng)無功補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上，出現(xiàn)了動(dòng)態(tài)的無功優(yōu)化方式[1]。

2.1 對(duì)無功補(bǔ)償裝置的優(yōu)化：

電壓補(bǔ)償裝置是實(shí)現(xiàn)無功優(yōu)化的基礎(chǔ)。為進(jìn)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(duì)電流負(fù)荷中的無功電流進(jìn)行補(bǔ)償。電網(wǎng)在運(yùn)行中同時(shí)產(chǎn)生無功功率以及有功功率，一般的電機(jī)負(fù)載是感性負(fù)載，在運(yùn)行時(shí)要消耗很多無功功率。使用電容補(bǔ)償，能夠電機(jī)負(fù)載提供更多的無功功率，從而減少電網(wǎng)的功率損失，提高電網(wǎng)設(shè)備的使用效率。

2.2 對(duì)控制電壓的優(yōu)化：

無功優(yōu)化的閉環(huán)控制系統(tǒng)的建立，主要是使用自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)在運(yùn)行中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制分析，對(duì)電壓的無功優(yōu)化進(jìn)行在線實(shí)時(shí)控制，最終實(shí)現(xiàn)電容器與變壓器等的合理運(yùn)行，以保證電力輸送的優(yōu)化。閉環(huán)控制系統(tǒng)可以依據(jù)不同的電力系統(tǒng)建立集中式以及分布式模式，這樣不僅能夠使電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中保持平衡，同時(shí)也減少了電力系統(tǒng)的無功損耗，保障運(yùn)行中的安全性。

三、無功補(bǔ)償?shù)脑瓌t與方式

1、無功補(bǔ)償原則

首先，保證無功補(bǔ)償?shù)木植科胶馀c總體平衡相結(jié)合。電力系統(tǒng)的局部平衡能夠使電網(wǎng)運(yùn)行整體的平衡性得到一定的保障，同時(shí)又能推動(dòng)電網(wǎng)系統(tǒng)各個(gè)分站的無功功率達(dá)到平衡。

其次，分散補(bǔ)償與集中補(bǔ)償相結(jié)合。在無功補(bǔ)償規(guī)劃中注意分散補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)行，在負(fù)荷集中的電網(wǎng)中實(shí)行無功補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)，要在設(shè)備以及變壓器與輸電線路等方面進(jìn)行相應(yīng)的分散補(bǔ)償，這種補(bǔ)償方式能夠有效的增加無功補(bǔ)償?shù)钠胶庑?，已達(dá)到降低電壓損耗的效果。

最后，注意調(diào)節(jié)電壓與降低損耗相結(jié)合。主要是降損，同時(shí)不能忽視調(diào)壓。對(duì)于輸電線路分支多、距離較長(zhǎng)、功率因數(shù)低、負(fù)荷較分散的線路可以優(yōu)先考慮該調(diào)節(jié)方法，此線路最明顯的特點(diǎn)就是：線路損失大、負(fù)荷率低。若對(duì)線路進(jìn)行補(bǔ)償，能大大提高供電線路的輸電能力[2]。

2、電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償?shù)挠行Х绞?/p>

在對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)倪^程中，按照電力系統(tǒng)運(yùn)行中無功功率的走向?qū)o功功率的補(bǔ)償方式進(jìn)行選擇。在變電站通過高壓集中補(bǔ)償?shù)姆绞?，以填補(bǔ)主變線路的空載線路與無功損耗[3]。

隨機(jī)補(bǔ)償方式：在配電變壓器的低壓側(cè)設(shè)置電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償，能夠有效的對(duì)變壓器的空載以及漏磁無功率進(jìn)行補(bǔ)償。在實(shí)際運(yùn)行中，由于農(nóng)網(wǎng)的配電負(fù)載較低，農(nóng)村配變無功補(bǔ)償電容器的容量不能超過空載無功，如果補(bǔ)償過量會(huì)導(dǎo)致過補(bǔ)償?shù)膯栴}。另外，由于用戶的變壓器的負(fù)荷率相對(duì)較高，因此要加強(qiáng)對(duì)用戶變壓器進(jìn)行補(bǔ)償，以提高變壓器的有效出力。

動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償方式：在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中，衡量電力能源質(zhì)量的主要指標(biāo)是電壓值，電力企業(yè)的電力技術(shù)的衡量標(biāo)準(zhǔn)就是電網(wǎng)損耗。電力企業(yè)想要獲得長(zhǎng)遠(yuǎn)穩(wěn)定的發(fā)展，就必須要在提高電壓質(zhì)量等方面以尋求新的突破。當(dāng)前在電力系統(tǒng)中電能損耗的現(xiàn)象較為嚴(yán)重，因此必須加強(qiáng)無功補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)運(yùn)用。

隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化水平的不斷提高，可以通過集中控制的方式提高無功優(yōu)化的性能，例如，首先可以加強(qiáng)對(duì)無功優(yōu)化的控制模型的建立與優(yōu)化，使用線性的無功優(yōu)化模式，以提高自動(dòng)管理中無功優(yōu)化的靈敏度。其次，通過將無功優(yōu)化算法中的軟約束問題模糊化處理的方法，以減少對(duì)無功優(yōu)化的計(jì)算，提高運(yùn)行效率，在保留原有運(yùn)行的良好系數(shù)技術(shù)的同時(shí)，對(duì)內(nèi)點(diǎn)法在運(yùn)算中的收斂性能有較好的繼承。使得自動(dòng)化管理在無功優(yōu)化方面的計(jì)算性能得到進(jìn)一步的提高，計(jì)算時(shí)間相對(duì)減少的同時(shí)，提高了計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。

例如，通過AVC自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的無功資源以及調(diào)壓設(shè)備的自動(dòng)控制功能。AVC自動(dòng)電壓控制主要使通過計(jì)算機(jī)與電力信息通信系統(tǒng)建立起的自動(dòng)控制系統(tǒng)。AVC裝置的基本功能是通過對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行中的負(fù)荷波動(dòng)與電壓變化迅速作出反應(yīng)，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁以實(shí)現(xiàn)電廠側(cè)的的電壓控制，能夠有效的提高電壓輸送的質(zhì)量，滿足系統(tǒng)對(duì)無功功率的需求。是減少電力損耗降低人工勞動(dòng)的有效措施。

四、總結(jié)

我國(guó)的電力能源逐漸得到了較為廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)逐漸步入節(jié)約型社會(huì)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。為進(jìn)一步極強(qiáng)對(duì)能源的節(jié)約，在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中加強(qiáng)對(duì)無功補(bǔ)償與優(yōu)化方式的探索，一方面能夠降低電力系統(tǒng)在電能輸送中的損耗，另一方面能夠節(jié)約電力系統(tǒng)的運(yùn)行成本，使得電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益最大化。這對(duì)保障居民用電穩(wěn)定以及提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益等都有著積極意義。

[1]文明，何禹清，蔣海波，劉定國(guó)，時(shí)誼計(jì).及無功經(jīng)濟(jì)價(jià)值的配電網(wǎng)電容器優(yōu)化配置[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2011，39，(9)：59-64.

[2]劉瀚林.地區(qū)電網(wǎng)感性無功補(bǔ)償優(yōu)化配置研究[J].華南理工大學(xué)，2012，(13)：152-156.

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