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摘要：目前，我国已经进入节约型社会，节约资源已被列为我国的基本国策。大力实施电力系统无功优化与无功补偿方面的研究与开发，把电力的节约当做系统内部的一件大事抓紧抓好，不但可以减少电力损耗，有效节约电能，从根本上提高供电企业的经济效益。本文就电力系统无功优化与无功补偿进行深入探讨，以供参考。
关键词：电力系统；无功优化；无功补偿
1电力系统无功补偿的原则
为了能够实现无功补偿优化的最大化，必须要合理确定补偿点。通常确定无功补偿的可以分为下面几个原则：
（1）结合电网网格结构的实际情况，有效总结其结构特点，同时合理确定中心点，以便实现有效控制其他的节点，保证整个电网全电压都处在安全范围之内。
（2）无功补偿点选择的这个过程中，必须要遵循局部的平衡原理，以负荷过大的节点当作无功补偿点，而当电路电压等级不一样的时候，也可以使用分层平衡的方法，避免在不同电压等级下无功功率相互流动现象的出现，从而在很大程度上减少无功功率损失，显著改善电网运行的合理性和经济效益。在实际操作中，无功补偿标准应该始终在0.7以上。
2电力系统无功优化
2.1无功优化现状
我国电力事业与电力系统的发展使电网电压水平得到较大的提升，但是其中依然存在较多的问题需要解决。部分电网进行轻载运行时常出现电压过高的情况，一些用电量较大的地区电压设置已经超过相关部门的规定，对电网的安全运行造成巨大的隐患；在进行重载运行时，电网电压偏低，导致大部分工业生产以及居民的正常用电受到影响。此外，电力系统无功功率的流动存在不合理性，这不仅会增加配电线路的损耗，还会降低电网运行的稳定性与经济性。
2.2无功优化存在的问题
当前我国配电网无功优化存在以下几项问题有待解决：
（1）电力系统无功优化属于一种非线性问题，非线性问题的规划一般在进行局部收敛时可获得最佳解决方案与效果，但是如何能够跳脱出局部限制进行全局最优化有待研究；
（2）电力系统配电网线路损耗是无功优化的最低目标函数，这可能导致最后的母线电压优化求解值会更加接近电网电压设置的上限，但是在电网的实际运行中有关部门并不希望出现该情况。但若缩小电网电压的约束范围，则会增大无功优化收敛效果较差或不进行收敛或反复修正的风险，因此如何统一电压质量与最佳经济指标是需要进行解决的问题；
（3）电力系统的发展以及自动化水平的日渐提升均对无功优化的实时性提出了较为严格的要求，怎样在最短的时间内，在不出现未收敛的基础上求出优化最佳值是当前有关部门急需解决的问题之一。
2.3无功优化措施
传统静态无功优化过程中的优化方法是采用过去某一时刻产生的最佳优化结果给予电力系统设备下一步优化指导，这种做法存在显而易见的不合理性和不科学性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而采用动态无功优化则能够在最大程度上避免静态无功优化的缺点，一般情况下动态无功优化包括无功补偿设备的优化以及电网电压无功优化控制两部分。
（1）无功补偿设备优化
无功功率的产生与配电变压器、电机、加热器等多种电力设备的运行有关，因此补偿装置选择的合理性能够有效减少电网线路的损耗，进而提升电网的配电质量。一般而言，可对负荷所致的无功电流使用电容器进行补偿，至此出现无功补偿。将其进行简化叙述则为，电网运行过程中会产生有功和无功功率，无功功率过大会增加电网线路的损耗，但是电机类设备产生的负载属于感性负载，其需要消耗无功功率保证运行，这就需要对电网进行无功补偿以保证感性负载的水平。
（2）电网电压无功优化控制
无功优化闭环控制首先需要使用调度自动化设备和系统对各个节点的遥测数据、电压合格数据等进行采集，并将其设置为优化控制的约束条件，同时在线实现电压无功优化项目的分析以及控制措施设定，进行主变电分接开关最少次数的调整，对电容器进行最为合理的投切控制，实现最高电压合格率以及最小电网损耗率的优化目标，进而以优化目标为依据形成指令，通过自动控制系统进行指令执行。
3电力系统无功补偿
3.1无功补偿原理
在电网运行过程中，大多数用电设备是以电磁感应原理为基点工作的，在转换能量过程中，用电设备会构建交变磁场，在一个周期中，吸收与释放的有功功率、无功功率，无功功率和视在功率存在某种关系，在有功功率一定情况，随着释放的无功功率不断增大，功率因数会逐渐减小。在电力系统运行中，如果无功功率并不是由电容器提供，电力系统自身的无功功率将被损耗，供电线路的导线、变压器容量会进一步增大，一旦用户侧无功补偿不足，设备利用效率大幅度降低，线路损耗不断增加，供电成本也会增加。就无功补偿来说，其基本原理是指在同一电路中，将容性功率负荷装置、感性功率负荷并联，确保能量可以在两种负荷中交换，有效补偿感性负荷所需的无功功率。
3.2无功补偿存在的问题
现阶段我国配电网无功补偿过程中存在较多急需解决的问题，主要包括下述三个问题：
（1）优化：电力系统无功优化配置的最终目的是基于电网电压的正常水平最大幅度的减少电网损耗，在实现该目标的过程中还需要对补偿后电网运行经费以及设备安装经费进行最小化计算，其过程十分复杂繁琐，为解决该问题曾有研究人员提出多种优化计算方式的假设，但最终效果并不显著。
（2）测量：当前国内10KV配电网线路负荷点无表计，加之工作人员的能力水平偏低，这就无法保证表计数据的实时性和准确性，导致优化计算难上加难。
（3）谐波：电容器运行能够放大谐波，而这种副作用则会对电容器的使用期限造成不良影响，并且电容器的损坏会加重谐波对电力系统的干扰，因此在进行无功补偿时需要对谐波的治理进行充分考虑，以此减少对电力系统的影响。
3.3无功补偿措施
相关部门应对高、低压电用电客户的电网运行功率因数进行计算，并根据实际情况将功率因数法定值进行合理的提升，保证能够在规范化层面以及法律层面解决用电客户的无功补偿问题。此外，有关部门应该为对电能流失漠然的客户制定能够提升其积极性的电力系统动率因数，并且建立既具有节能意识，又存在投资回报的法律法规，研发各种小巧、高质量以及高性价比的自动无功补偿产品，保证实现小功率用电客户的无功补偿，进而减少无功功率的流动，提升电网运行安全性和稳定性。
4结束语
总而言之，在电力系统运行过程中，电力企业必须随时动态关注负荷变化情况，根据各方面实际情况，进行有效的无功优化与无功补偿，多利用高压大功率电力电子技术，提高电力系统的控制与输电能力，以此降低电力系统设备故障发生率，降低安全事故发生率，促使电力系统处于安全、稳定运行中，降低运营成本的基础上，提高电力企业运营效益，不断增强其核心竞争力，更好地应对复杂多变的社会市场环境，走上持续稳定发展的道路，促使社会经济全面发展。
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论文作者:邓绪林
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/9
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