电网无功优化补偿技术分析

电网无功优化补偿技术分析

姚丽红

(中堂供电公司，广东东莞523220)

[摘要]本章介绍了无功功率的基本概念、无功补偿的原理、作用以及分类等，研究了无功优化补偿的基本原理，分析了无功补偿的经济

效益，并结合某205节点系统实例进行分析。

【关键词]无功；优化补偿；电网

1无功功率与无功电源

在交流电力系统中，有功功率是能将电能转换为机械能、熟能等其他形式能量的电功率。而无功功率则比较复杂，只要有电磁线圈的电力设备，都要消耗无功功率。无功功率虽然不对外部做功，但它是用于

电场与磁场的交换、并用来在电气设备中建立及保持磁场的电功率。

无功电源在电网中的作用非常重要，它包括发电机和无功补偿设备。泼电机除了可以作为有功电源以外，还是最基本的无功功率电源。它在额定运行状态时按其额定功率因数发出无功功率，并按功率特性确定怎么发出无功功率。当功率因数高时，发出的无功就少：功率因数低

时，发出的无功就多。

，2无功补偿的分类及常用设备21无功补偿的分类

无功补偿通常分为变电站集中补偿、中压配电线路的分散补偿、

用户分散无功补偿、用户集中无功补偿。

变电站集中补偿的补偿装置利用率高，方便管理，在降低网损和改善电压方面效果都出留吼在变电站投入电容器后，相当于增大系统中的无功功率电源，与无功负荷抵消—部分，系统等效负荷的无功功率减小，这样，就会导致功率因数提高，节点电压也随着提高了：反之，断开电容器，系统无功功率增大，功率因数降低，电压也就随着降低

了。

用户分散补偿设备的利用率较低，这是由于要补偿的节点多、设

备极其分散的缘故，但是分躲}偿在降损调压方面的效果是比较好的。

22常用的无功补偿设备

无功补偿设备是用户和电力部门为了补偿无功功率而采用的装置，也称为无功补偿器，通过补偿装置的投切可以抵消负荷的无功功率，减

少系统网损，提高各节点电压水平。

常用的无功补偿设备主要有：同步发电机、同步电动机、同步化的异步电动机、电抗器、电力电容器、串联电容器和晶闸管动态补偿设

备。

3全网的无功优化和实例分析3．1无功优化的需要注意的问题

在电力系统中，当数据满足各种运行约束时，用尽量少的投资使

系统电压质量和网损得到最大的改善和降低，称为无功优化。无功优化问题主要应注意两个方面：一个是在规划过程中计算无功补偿设备的最优安装位置、类型和容量，以达到节省投资费用的目的：另一个是在运行过程中，在无功补偿设备的配置已确定的情况下，根据实际负荷的变

化确定无功补偿设备的投切方案和变压器抽头位置等，以达到在满足电压质量要求的前提下，网损最小，或能耗最小，或运行费用最小的目

的。

32无功伏』匕应注意的问题和补偿方式

规划的节约是最大的节约，规划的浪费是最大的浪费。电力系统

是—个相互联系、相互影响的整体，对任何一个电压等级电网做优化工

作都影响着其他电压等级的电网。对电网无功优化补偿时，要尽量克服传统无功优化方法的缺点，尽量在分层、分区、就地平衡的基础上，从

全网出发，生成最优无功优化方案，使系统达到最好的调压降损效果。

33无功优化的计算

无功优化要在以系统各节点的电压合格为前提条件，以地区电力

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网的网损最小为最终目标，集中调节变压器的有载分接开关档位，控制变电所无功补偿设备的投切，以此来达到全网就地平衡，全面改善和提

高电网的电压质量，降低电能损耗的目的。

4某地区205节点系统实例分析

某地区系统有205节点，58台发电机，104个负荷，310条支

路。该系统总有功负荷为’0358MW，无功负荷为3354Mvar，设100号节点为平衡节点(电压标幺值为1)，有52个P—V节点，其余

为P—Q节点。原始补偿是选77、78、118、”9、147、14&161这7个节点进行补偿，补偿总容量为70899Mvar。

根据Q—V曲线的方法，综合节点电压灵敏度和无功裕度排序也选出了77、78、”8、”9、147、148、161这7个节点进行补偿，和原始补偿选点结果一致。原始补偿容量分别为54D1、54．01、16589、

789、6795、6795、22028(Mvar)，网损从17788MW降为

1

7Q97MW。运用等网损微增率准则列出求解容量分布方程，根据拉格

朗日二次插值求解算出这7个点的补偿容量分别为21．15、21．15、

19346、18632、8632、8632、11

427(Mvar)，分别给系统补偿后

网损降为16991MW。各节点电压水平如图1所示。

图1

205节点系统补偿前后电睦水平对比

由此可知，用Q—V曲线的方法选取的补偿点与系统的原来的卒}偿点选取～致，都是在77、78、”8、”9、147、148、161这7个节

点进行补偿，运用等网损微增率的方法算出各卒P偿点的容量分布，经过潮流计算后可知，电压符合系统要求，网损从17788MW降为

16991

MW，比原始补偿的网损更低。

5结语

总而言之，无功优化必须全网出发，以降低全网网损为目标，通过科学合理的无功优化方法，确定电网的补偿方式、最优补偿容量和补偿地点，使有限资金发挥最大效益。

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