浅谈目前电力系统的无功优化

1、浅谈目前电力系统的无功优化 摘要：无功优化是使电网系统达到最优、供电效率达到最高的无功调节手段，也是电力系统运行与控制中的重要课题。近年来，随着我国电力工业的不断发展，实现无功优化已成为电力系统运行与控制的研究重点。本文论述了无功优化的概念与意义，并且介绍了新时期无功优化自动控制系统（avc）的相关内容，期望使我国电力系统的经济效益和安全效益达到最佳。 关键词：电力系统 无功优化 无功优化 中图分类号：tm761.1 文献标识码：a 文章编号：1007-9416（2013）05-0243-01 1 无功优化的概念 无功优化，就是当系统的结构参数及负荷情况给定时，通过对某些控制变量的优化，所能找

2、到的在满足所有指定约束条件的前提下，使系统的某一个或多个性能指标达到最优时的无功调节手段，主要涉及无功优化的装置投入地点选择、投入容量确定、变压器分接头的调节和发电机机端电压的配合等方面，是电力系统运行与控制中的重要课题。 2 无功优化的意义 2.1 降低系统网损 电力网的线损率是一项综合的经济技术指标，主要包括两部分：线路有功损耗和变压器有功损耗，根据公式可知电力网网损的大小与电压的升降成正比，降低了电压就能够降低了网络损耗。因此，无功优化可以进一步降低系统的网损，减少电能的浪费。 2.2 提高电压质量 根据输电线路电压损失的公式，其中，p为有功功率，q无功功率，r为线路电阻，x为线路电抗，

3、u为线路首端电压，可知电压质量与无功功率密切相关，在有功功率确定的情况下，无功功率随着电网电压上升而增加，随电压的下降而减小。各种无功电源的无功功率输出应能满足系统负荷和网络损耗在额定电压下对无功功率的需求，否则电压就会偏离额定值，即电网系统无功功率不足，严重时则会导致电压失稳和崩溃；当电网的无功功率过剩时，会导致电压过高，影响电网用户的正常用电。因此为了保证电压质量和平衡，满足用户对于电压指标的要求，必须实现电力系统的无功优化。 2.3 保证系统安全 无功优化一直决定着电网系统的安全性。实现无功优化，可以使电力系统的电压维持于一个稳定值（电压合格率大于95%，即允许电压偏移为额定值的5%）。

4、同时可以进一步提高设备利用率以保证用电质量，降低故障率，提高电力系统的可靠性，进而保证整个电力系统的安全。 3 无功优化自动控制系统（avc） 无功优化自动控制系统（avc）主要包括：avc控制系统、系统运行画面、系统参数设置、系统图形维护、系统曲线查询、报表统计以及scada接口等七个部分，是新型的无功优化的自动化控制系统。通过应用自动化scada系统的形式，可以科学的采集全网各部分的运行电压、无功功率以及有功功率等实时数据，并且利用计算机进行在线分析与计算，在确保电网与设备安全运行的前提下，以各节点电压合格、网关口功率因数为约束条件，根据电网的运行经验，从全网角度进行无功优化的控制，使电网

5、内各级变电站电压处于合格范围内，同时控制本级电网内无功功率流向合理，进而实现无功补偿设备投入的合理和无功分层就地平衡与稳定电压，实现主变分接开关调节次数最少和电容器投切最合理、电压合格率最高和输电网损率最小的综合优化目标。 算法： 公式中第一项为有功网损；第二项为节点电压约束；第三项为由网关口功率因数约束转换而来的无功功率约束；i为节点个数，k为省网关口个数。 pi，qi，ui分别为节点i处注入的有功、无功和电压，gij，bij，ij分别为节点间的电导、电纳和相角差，h为所有与节点i相连的集合，k为所有省网关口节点集合，vimin与vimax为节点电压的上下限，qimin与qimax为节点无功

6、的上下限，timin与timax为变压器变比的上下限，vglmin与vglmax为发电机机端电压的上下限。这是无功优化的最优化算法。在实际计算时，还要充分考虑线路对功率与电压的调节能力，将发电机机端的电压、变压器的变比及无功补偿的设备，并且作为无功优化的控制量，从而实现优化协调的控制。 当电力系统中实时的运行数据出现异常时，自动控制系统（avc）会根据无功优化的最优化算法的公式，进行自动诊断、自动闭锁、自动恢复及异常报警功能，同时根据电网的实际需要进行调节，进而达到控制和优化电网内的无功功率的目的。 4 结语 近年来，随着我国电力工业的不断发展，实现无功优化已成为电力系统运行与控制的研究重点，更是一个关系到保证供电质量，满足用户无功功率需求、系统电压稳定的问题，同时在新时期对于无功优化的研究对于电力系统实际运行也具有重要意义。实践也表明，本文提出的无功优化自动控制系统（avc）可以达到无功优化的目的，可以使我国电力系统的经济效益和安全效益达到最佳。 参考文献 1许文超，郭伟.电力系统无功优化的模型及算法综述j.电力系统及其自动化学报，2003（2）. 2李林川，王建勇，陈礼义，宋文南.电力系统无功补偿优化规划j.中国电机工程学报，1999，19（2）. 3