摘要：由于实际工作中受到诸多因素的干扰，变电系统的功率受到了很大影响，造成大量功率和电压损耗问题，这对电力行业的安全性、稳定性和效益都有着非常不利的影响。为了解决这一问题，我们对变电站的无功补偿作用和优化进行了研究分析，这对保证电力系统的稳定运行具有积极的意义。
关键词：变电站；无功补偿；作用；无功优化
引言
最近几年来，随着我国科技的快速发展，我国人民的生活水平也在不断提高，人们对电力的质量和需求量也越来越高。这在一定程度上导致了我国电力供给与消耗间的平衡，使用户和电力企业间的矛盾更加突出。因此，我们要结合国家的基本国情和企业的实际情况，制定积极的措施和方案，以缓解电力缺乏对我国社会经济发展和人民生活水平提升所造成的压力。按照我国目前的电力消耗情况，提高电网使用功率、降低输电线路的能耗损失，是解决上述问题的主要措施。在实际工作中，无功补偿能够对三相不平衡的电流进行有效地调整，通过在不同相之间或零线与相之间添加不同类型的电容器，能够显著改善各个相的功率因素，从而实现有功功率的平衡，提高电力企业的供电质量，保证我国电力系统的稳定和安全运行。
一、无功补偿的主要作用
配电系统无功补偿是电力系统安全经济运行的一个重要组成部分。合理的选择无功补偿点，对电力系统无功电源合理配置，能够有效地维持电压水平并提高电力系统的运行的稳定性，还可以避免无功的远距离传输，从而降低线损，信息系统能够安全、经济合理地运行。具体地说，无功补偿的作用主要有以下几点：
（1）提高系统的功率因数，提高设备利用率，降低设备所需要容量，减少线路及设备损耗，节约电能。
（2）提高并稳定受电端及电网的电压，提高电能质量。在长距离线路中安装合适的装置，可以改变输电线路的稳定性，提高输电能力。
（3）三相负载不平衡的场所，通过适当的无功功率补偿，可以对三相负载起到平衡作用。
（4）增加变压器、发电机、供电线路等的备用量。
（5）减少配电变压器的安装容量、减少基本电费、节约电费。
对电力系统进行无功补偿就是要电网达到无功平衡，即使电网的无功电源发出的无功功率与系统的无功负荷及网络中的无功损耗相平衡。事实上，系统中无功功率不足时的无功功率平衡是由系统电压水平下降、无功功率负荷、本身的具有电压调节效应是全系统的无功功率需求有所下降而达到的。如果系统的无功电源比较充足，能满足较高电压水平下和无功平衡的需求，系统就有较高的运行电压水平；反之，无功不足就反映为运行电压水平偏低。因此，应力求实现在额定电压下的系统无功功率的平衡，并根据这个要求装设必要的无功补偿装置。电力系统中的无功功率电源除了电机之外，还有静电电容器及静止补偿装置，又称无功补偿装置。
二、变电站无功优化策略
1、对供电网进行优化设计
对于供电网来说，合理地规划电力线路能够有效降低线损量。其中，比较有效且常见的规划方式就是缩短供电半径。根据实际操作过程中的具体用电情况，按照国家电网建设的相关政策规定严格地进行，明确电流值、变压器以及电压值的位置。同时，还应该控制供电网的供电半径，在保证供电质量的前提下降低线损量。另外，优化电网线损量也是提升配电网节能效益的一个重要途径。
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2、合理定位无功补偿设备
最优配置的前提是科学、合理地定位无功补偿设备的位置，并正确地选择补偿容量。实际可以从以下方面来把握：第一，依据2/3法则来优化配置无功补偿设备，使其处于主线无功负荷2/3的地方。第二，科学标识出不同线路上的无功负荷的分布状况，再将一个分叉主线对应变化为两个。第三，经过变化得到的两条无分叉主线各自来做好最优配置。现阶段，低压配网无功补偿已经得到了供电部门的充分重视，由于其主要存在于10kV变电站内部，补偿不足容易对变电站系统带来多方面的问题，例如：无功功率损耗、线损、供电服务水平下降等等，这些问题必须引起充分的重视，加大对电网的设计与规划力度，采取科学、合理的无功补偿方法，来实现对配网的优化，这样不仅能够维护配网的安全、稳定运行，同时，也能够确保配网的安全、有效运转，也能够达到节能环保的效果。
3、投切电容器
在配电网低压无功优化中，电容器投切起着很大的作用，它可以改善电能质量，也可以降低网络损耗，某种程度上对配电网低压无功优化起着至关重要的作用。在低压配电网中，三相负荷不是固定的，而是随机变化的，且很少出现平衡的情况，运用电容器优化投切的方式可以使电荷尽量处在一种平衡的状态，实现配电网低压无功优化的最大效益。
4、负荷分段方案的合理化控制优化
因电力系统中的负荷变化具有连续性的特点，然而用于优化的负荷应属于分段静止的，所以就必须对连续性的负荷实施阶梯性的分段划分，将每个分段划分内的负荷假定为保持不变的。其分段原则主要是把负荷变化幅度相对较大的阶段实施分开划分，满足各个划分段内部的实际电压合格率。从负荷分段方法上来看，可以把预测日的标准化负荷曲线看成是首尾相连的。为控制好目标函数，应实施两次分段，第一次控制方案把主变压器的实际分接头动作次数作为约束条件，明确主变压器的实际分接头档位。第二次把电容器组的实际投切次数作为约束条件来明确投切方案。
5、综合优化措施
将配电网网络重构和电容器投切有效地结合起来，就能实现配电网综合优化。由于配电网网络重构是一个约束整数规划问题，而配电网电容器投切优化是一个非线性整数规划问题，单独考虑其中一个问题都比较复杂，如果将两者综合起来进行考虑，就会更加复杂，配电网网络结构的重构对电容器的投切会产生影响，而电容器投切又会对配电网网络重构造成影响，因此，可以将综合优化问题分解成配电网网络重构和电容器投切两个子问题，逐步交替迭代这两个子问题，从而得到最优效果。在配电网网络重构算法中对于得到的每一个重构方案，加入电容器投切过程，得到该方案的综合优化，然后根据目标函数，交替迭代，逐渐得到最优解，最终得到可行的综合优化方案。这种配电网无功优化管控方法常用于离线运行规划、配电网安全性分析、配电网调度等过程中。电容器投切是采用遗传算法进行计算的，在当前的补偿设备上，以降低网损为目标，在满足配电网电压的基础上，优化整个配电网，使得网损降到最低；而重构网络是通过仿真配电网潮流计算，对网络损耗进行评估，从而确定最优网络结构。如果以网络损耗当作衡量指标，配电网网络重构效果最差，综合优化方式比较好，电容器投切计算方法最好，但从配电网整体优化的角度看，综合优化方式也比较好，因此，要根据实际情况，确定配电网无功电压优化管控措施。
结语
电网供电质量不仅对电力系统运行的安全稳定性有着重要的影响，对我国经济健康、快速发展具有深远的意义。对电网无功补偿及其作用进行分析，深入开展无功优化规划工作，能有效实现无功设备科学调控和无功功率就地平衡，对降低电网损耗、维持电压质量合格具有不可或缺的作用。
参考文献
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论文作者:朱敏杰1,曹营2
论文发表刊物:《基层建设》2016年27期
论文发表时间:2017/1/6
标签：电网论文; 电容器论文; 配电网论文; 电压论文; 功率论文; 负荷论文; 变电站论文; 《基层建设》2016年27期论文;