探析電力系統(tǒng)無功補償優(yōu)化規(guī)劃

丁凌龍

國網(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)無功補償優(yōu)化規(guī)劃

丁凌龍

國網(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)濟的發(fā)展，電力系統(tǒng)不斷得到發(fā)展與完善，為國家的工業(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。在長期實踐的基礎(chǔ)上，相關(guān)技術(shù)人員從電網(wǎng)傳輸?shù)南慕嵌龋接戨娏ο到y(tǒng)的無功補償，以解決當前形勢下電力能源供求不平衡的關(guān)系。本文從電力系統(tǒng)無功補償優(yōu)化的現(xiàn)狀以及補償方式等的研究，提出一定的優(yōu)化規(guī)劃。

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

一、前言

我國電力能源的迅速發(fā)展，使得電力能源的供應(yīng)問題日益突出。對電力系統(tǒng)在運行中進行無功補償以及無功優(yōu)化措施都提出了較高的要求，但是從現(xiàn)階段我國電力系統(tǒng)的運行狀況來看，我國的無功優(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)定與高效的運行，以保證電力企業(yè)經(jīng)濟效益的最大化。因此，電力行業(yè)的工作人員，要在總結(jié)工作經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，積極探索無功補償與無功優(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。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

我國的電力系統(tǒng)的無功優(yōu)化經(jīng)歷了一段時間的探索與實踐。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)化的主要特點是通過使用當時或者過去的優(yōu)化結(jié)果去調(diào)節(jié)下一時刻的電力系統(tǒng)的設(shè)備，對電力運輸?shù)膭討B(tài)性重視不足，因此，在傳統(tǒng)無功補償?shù)幕A(chǔ)上，出現(xiàn)了動態(tài)的無功優(yōu)化方式[1]。

2.1 對無功補償裝置的優(yōu)化：

電壓補償裝置是實現(xiàn)無功優(yōu)化的基礎(chǔ)。為進一步減少電力能源的損耗，在電力能源的輸送過程中，通過電容器對電流負荷中的無功電流進行補償。電網(wǎng)在運行中同時產(chǎn)生無功功率以及有功功率，一般的電機負載是感性負載，在運行時要消耗很多無功功率。使用電容補償，能夠電機負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，主要是使用自動化系統(tǒng)對電力系統(tǒng)在運行中的各個節(jié)點進行控制分析，對電壓的無功優(yōu)化進行在線實時控制，最終實現(xiàn)電容器與變壓器等的合理運行，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)在運行過程中保持平衡，同時也減少了電力系統(tǒng)的無功損耗，保障運行中的安全性。

三、無功補償?shù)脑瓌t與方式

1、無功補償原則

首先，保證無功補償?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)運行整體的平衡性得到一定的保障，同時又能推動電網(wǎng)系統(tǒng)各個分站的無功功率達到平衡。

其次，分散補償與集中補償相結(jié)合。在無功補償規(guī)劃中注意分散補償?shù)倪\行，在負荷集中的電網(wǎng)中實行無功補償?shù)耐瑫r，要在設(shè)備以及變壓器與輸電線路等方面進行相應(yīng)的分散補償，這種補償方式能夠有效的增加無功補償?shù)钠胶庑裕堰_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，同時不能忽視調(diào)壓。對于輸電線路分支多、距離較長、功率因數(shù)低、負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就是：線路損失大、負荷率低。若對線路進行補償，能大大提高供電線路的輸電能力[2]。

2、電力系統(tǒng)無功補償?shù)挠行Х绞?/p>

在對電力系統(tǒng)進行無功補償?shù)倪^程中，按照電力系統(tǒng)運行中無功功率的走向?qū)o功功率的補償方式進行選擇。在變電站通過高壓集中補償?shù)姆绞剑蕴钛a主變線路的空載線路與無功損耗[3]。

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

動態(tài)無功補償方式：在電力系統(tǒng)的運行中，衡量電力能源質(zhì)量的主要指標是電壓值，電力企業(yè)的電力技術(shù)的衡量標準就是電網(wǎng)損耗。電力企業(yè)想要獲得長遠穩(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。當前在電力系統(tǒng)中電能損耗的現(xiàn)象較為嚴重，因此必須加強無功補償?shù)募夹g(shù)運用。

隨著電力系統(tǒng)自動化水平的不斷提高，可以通過集中控制的方式提高無功優(yōu)化的性能，例如，首先可以加強對無功優(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，以減少對無功優(yōu)化的計算，提高運行效率，在保留原有運行的良好系數(shù)技術(shù)的同時，對內(nèi)點法在運算中的收斂性能有較好的繼承。使得自動化管理在無功優(yōu)化方面的計算性能得到進一步的提高，計算時間相對減少的同時，提高了計算結(jié)果的準確性。

例如，通過AVC自動電壓控制系統(tǒng)實現(xiàn)對電網(wǎng)的無功資源以及調(diào)壓設(shè)備的自動控制功能。AVC自動電壓控制主要使通過計算機與電力信息通信系統(tǒng)建立起的自動控制系統(tǒng)。AVC裝置的基本功能是通過對電網(wǎng)運行中的負荷波動與電壓變化迅速作出反應(yīng)，調(diào)節(jié)發(fā)電機的勵磁以實現(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)對無功功率的需求。是減少電力損耗降低人工勞動的有效措施。

四、總結(jié)

我國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)約型社會的發(fā)展狀態(tài)。為進一步極強對能源的節(jié)約，在電力系統(tǒng)的運行中加強對無功補償與優(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)的運行成本，使得電力企業(yè)的經(jīng)濟效益最大化。這對保障居民用電穩(wěn)定以及提高電力企業(yè)的經(jīng)濟效益等都有著積極意義。

[1]文明，何禹清，蔣海波，劉定國，時誼計.及無功經(jīng)濟價值的配電網(wǎng)電容器優(yōu)化配置[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2011，39，(9)：59-64.

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

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