摘要：在电力系统中，电网负荷与容量并不是无限制的，随着电网负荷与容量呈现出上升趋势，电网经济性问题以及安全问题也逐渐突出。为提高电力系统运行效率，降低无功损耗，增强电能质量，有关电力部门做出了多次的努力和尝试。因此，电力工作者对无功补偿优化问题也越加重视，其作为确保供电质量的主要方法之一，应对补偿容量与无功补偿点进行明确，采取有效合理的无功补偿措施。
关键词：变电站；无功补偿容量；确定
1引言
为从根本上确保电力系统能够安全稳定的运行，可以采用无功补偿的方法来进行处理并优化，再者有效的确保无功补偿的科学性是增强补偿效果的根本方法之一。要想更好的保证整个电力系统的科学性，需要选择合理的无功补偿点。在具体工作的时候，合理选择无功补偿以及不断的对电力系统进行优化，有效的避免出现无功功率远距离传输的情况，能够在一定程度上对有功和无功率的损耗进行控制，从而在提升经济效益的同时也为电力系统的安全运行打下了良好的基础。
2无功补偿方式简介
无功功率补偿分为静态无功功率补偿和动态无功功率补偿。静态无功功率补偿指阻抗固定，补偿容量不能实时跟踪负荷无功功率的变化，主要用于提供固定容量无功功率补偿。动态无功功率补偿指阻抗可调，其补偿容量能够快速实时跟踪负荷无功功率的变化而变化。动态补偿的最大特征就是其输出能够自动跟踪给定的控制目标。无功功率补偿装置接入系统的方式有两种：并联和串联。并联补偿方式因为可以随时投切对系统的影响小，而且接线简单、操作方便因此应用较多，串联补偿方式因为对回路影响大并且接线复杂、操作不方便受到使用限制，一般是在并联补偿方式不能满足技术要求的情况下才使用。并联电容器用于补偿感性无功功率，并联电抗器用于补偿容性无功功率。串联电容器用于补偿线路等效感抗、降低线路感性无功功率流动和提高线路受电端的电压，串联电抗器用于限制系统短路电流、补偿线路等效容抗和降低线路容性无功功率流动。混合使用时，一般是串联电抗器串联在并联电容器之路中，然后与并联电容器一起接入系统，补偿高频无功功率，起到抑制高次谐波以及保护并联电容器的作用。由于串联电容器和串联电抗器接线和补偿效果都不如并联电容器和并联电抗器方便。因此，静态无功功率补偿主要采用并联电容器和并联电抗器。
3无功补偿电源容量模型与算法
无功补偿的计算方法有很多种，主要是对用户的要求功率进行补偿。大多数情况下，10千伏用户要求功率因数达到1.0。但是由于我国目前的状况限制了补偿的方式，还不能达到经济补偿的程度。具体情况是，当变电站以最大负荷方式下工作时，变电站需要用户完全不需要系统提供的无功。当不是处在最大负荷方式下工作时，这时用户应该合理的调整补偿容量，不给系统输送无用功。如果按照经济补偿的原则来计算，用户需要高科技的设备以及高水平的操作手段，同时也要付出许多资金。可以看到我国变电站运行的管理方式和设备都没达到理想状态，所以无功补偿设备的操作不能太频繁，也不能满足用户无功自平衡的基本要求，这些任务给电业部门带来了巨大的压力。根据我国相关法律规定，当地处在用电高峰期的时段。用户的功率因数应该达到以下要求，一些用于生产的工业部门和高压供电应该配备调整电压的装置。功率因数低于0.9以下都视为不合格。其他100千瓦等以上用电的部门功率因数不能低于0.85以下，而一些农业上的用电功率因数要求在0.85以上。当前投入使用中的大多数电力系统和用电用户中，都按照功率因数为0.9作为补偿。这种补偿方式和经济原则比较起来，电力系统无功补偿容量，则更占有优势。
4确定无功补偿点
4.1无功裕度
按照电力系统运行的特点，在电力系统负荷达到一定规范值的时候，电网电压近乎崩溃，需要以电压稳定为基础上，且满足rQ+rP≥G、rQ≥0、rP≥0要求。由此得知，无功裕度定义概括来说，在静态电压稳定的情况下，临近崩溃电压点、系统运行点两者之间存在的电气距离可采用下式表达：
QRPM=rP+rQ-G
图1为电网网络拓扑图，依照有关理论知识，可采用下式来表示节点i等效无功裕度：
QRPMi=rPij+rQij-Gj
式中：j为节点i连接的节点；Ni为节点i所连接的支路数量。
4.2无功裕度值的计算
计算无功裕度值的方法可分成如下步骤：（1）按照电网线路参数与结构特点，计算出电网中潮流功率，并获得各节点的功率以及电压；（2）依照本文第二章第一小节内提出的公式来完成计算，可得到各节点的G、rQ、rP；（3）通过电网网络拓扑、无功裕度公式和概念，对所有节点无功裕度值进行计算，同时根据相关规律来完成组合排列；（4）通常情况下，应根据由小到大的次序来排列计算出来的无功裕度值，以此数据作为依据，采用合理有效的无功补偿方法。
5无功补偿容量的确定方法
第一，编码。结合预解决问题的自身优势，在编码的时候利用浮点数编码的方法，通过基因值变量取值范围来表示，在控制变量数量的时候可以利用编码的长度来进行。第二，选择。在满足相应条件的基础上，采取优胜劣汰的方式进行选择。第三，交叉和变异。利用遗传算法进行计算的时候，影响性能的主要原因有变异率和交叉率，同时又非常直接的影响了收敛性。一旦将其作出适时合理的调整，种群就会得到局部的优化并呈现相同状态。第四，算法终止。最优值的输出，离不开最大遗传代数和最优个体适应值的有效结合，其主要方法就是将其控制在最大遗传代数的范围内，把一切不符合相关条件的个体都清除掉，只保留最优个体。终止了一阶算法以后，可以通过二阶算法来缩小搜索领域。要想使结果的精确度达到最佳，二阶算法的始值能够以终止一阶算法后得到的最优值直接进行优化搜索。二阶算法与一阶算法相比明显的具有一定的优势，主要表现在局部的搜索，在最优值的获取方面更加的便捷。
6结束语
要想从根本上确保电力系统能够安全稳定的运行，就需要有关人员不断的精确无功补偿点的位置，同时度对无功补偿的容量进行合理的确定。虽然就目前我国的技术水平来讲，无功补偿还有一定的不足之处存在，然而只要肯努力，加大研究的力度，积极引进先进技术水平，在电气行业当中有效的将无功补偿的优势发挥出来，为确保电网经济效益做出应有的贡献。
参考文献
[1]陶继勇.输电线路参数测试与无功补偿容量确定的实用方法[J].工程技术研究,2017,05:78-79+208.
[2]文素梅.论电力系统无功补偿点的确定及容量优化[J].通讯世界,2017,21:215-216.
[3]张志强,苗友忠,李笑蓉,赵炜炜,唐晓骏,袁荣湘.电力系统无功补偿点的确定及其容量优化[J].电力系统及其自动化学报,2015,2703:92-97.
论文作者:李宇
论文发表刊物:《电力设备》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/14
标签：功率论文; 电力系统论文; 容量论文; 电网论文; 电容器论文; 功率因数论文; 算法论文; 《电力设备》2019年第9期论文;