摘要：电力调度的主要目的便是要科学合理地对功率进行调度，但是因为目前输电电压尤其是电力系统联网容量不断增加以及无功率负荷的增多，使得当前的电力调度难度越来越大。更加安全、更加稳定的电网运行要求让电力调度中采用无功补偿技术成为必然选择之一。
关键词：无功功率；电力系统；电力调度；功率因素
1无功补偿的意义
（1）改善电能质量。遵循就地平衡和分级补偿的分配原则，可以合理安排无功补偿设备在电网中的位置，从而提高电网电压质量。
（2）降低电能损耗。合理配置无功补偿设备可以达到节能的目的。挖掘发电及供电设备潜力。从供电角度看在设备容量一定的前提下，电网中的无功补偿设备不仅可以提高功率因数，也能促使电网输送有功功率的能力增强。从发电角度看在电厂安装无功补偿设备可以降低无功负载，从而使发电机少发无功多发有功充分挖掘发电机的发电潜能。
（3）减少用户电费支出。在电能传输和分配的过程中采用无功补偿措施可以保证功率因数保持在较高水平，减少用户有功损耗即减少用户折算电费的支出。
2电力调度无功补偿常见技术
为了使电能在传输的过程中不会出现不必要的消耗，使电能都能得到有效利用，就要对电网负荷端采取无功补偿技术，首先要准备好技术得以发挥的装置，即无功补偿电源，其次按照相关的配置原则，将这些装置安置到电力系统的相关位置上。这样，电能在接近这些装置时，无功功率输送就会降低，供电效率就会得到提高，这也就相当于达到了补偿效果。这种装置在实际中具体的安装位置是变电站内，为了使补偿效果以及经济效果更好，可以将其集中起来，统一安装，统一管控，这样在发生装置故障时，也便于检修。在选择无功补偿装置类型或规格时，要以变压器功率因数在随着负荷变化而变换时，出现的最大值为参考标准，这样通过装置的功率永远也不会超过装置容量极限值。
2.1同步电机技术
同步电机技术的服务对象是转速在一定状态下相同的交流电机，包括同步电动机、同步发电机以及同步调相机。这种技术之所以能实现功率的无功补偿，主要是在这种技术的操作下，同步电机运行方式是有规律的，运行状态也很稳定，这时它们的功率因数特性是一样的，都有延迟性或者落后性。要使功率因数摆脱落后状态，可以对激励电流进行调整，使其数值降低，进而影响到相关的输出无功电流，主要指的是大小和方向，这样多余的无功也能被吸收。激励电流的调整比较适合于同步电动机，但是总成本比较高，所以这种技术的经济效果差。
2.2并联电容器技术
这种技术是将电容器并联起来，以实现无功补偿，在并联电容器的类型以及数量选择上，可以将电力系统所需的无功数值的大小作为参考标准，这种技术实现了电容器投切的自动化。所以相比其他技术，这种技术具有一定的灵活性，适应性强，能实现功率有效利用，但是这种技术就是自动化以及灵活性太强，无法对其进行实时监控，所以这种技术的服务对象往往会表现出无功补偿效果和预期目标有差距。
2.3静止无功补偿器技术
这种技术的运用对象是电容器和电抗器，如果这种静止无功补偿器是自由的，就会在保证无功补偿效果达到预期目标同时，也会保证电力系统正常运行。但是在实际中，晶闸管对其具有一定的管控作用，电抗器投切过程就容易出现纰漏，比如产生谐波。
2.4静止无功发生器技术
这种技术应用在无功补偿中，得需要专门的电路，即三相桥式交流电力，并且这种技术的服务对象是小容量的储能元件，将这种储能元件安装在直流一侧，相关部位的电压就能时刻处于正常值，而无功功率的补偿则需要通过PWM控制。这种技术虽然补偿效果比较好，但是控制步骤不简单。另外将无功补偿技术和补偿方案结合在一起时，可供电力调度人员选择的技术方案有多种，这时调度人员就要根据从电力调度的实际情况，以减少的电能消耗量最低为选用原则补偿方案有低压集中补偿、高压集中补偿等。
3无功补偿的优化算法
随着国内外学者对电力系统无功优化问题研究的深入和计算机技术的飞速发展，一些新的优化算法被不断提出。由于遗传算法具有很好的全局收敛性，因此该算法及其改进算法也被引入到了无功优化领域。算法结构如图1所示：
采用MPGA进行无功优化的步骤如下：
第一步，将染色体和适应度分别对应于ASVG优化配置问题的可行解和目标函数。第二步，确定初始种群和子种群的规模、各子种群的遗传控制参数、迭代代数、迁移控制参数等。第三步，初始化染色体，形成子种群。第四步，对各子种群进行独立的遗传操作，计算每代染色体对应的正常状态下的投资费用、运行费用以及恢复状态下的切负荷费用、紧急控制费用和电压崩溃的预想费用，形成适应值。第五步，通过人工选择算子选择出各种群每一代的最优染色体，并将其放入精华种群保存。第六步，终止条件判断：若达到终止条件，则终止计算并输出优化结果；否则进入下一步。第七步，各子种群之间进行迁移操作，转到“第四步”。
以AEP14节点系统（见图2）为例，该系统运行在重负荷状态下，可调节点2、6、8在初始状态下就已经达到功率上限，当作PQ节点处理。首先采用切向量法来找出系统的弱节点，对初始状态下的系统进行计算得出节点12和14为系统中最薄弱的节点，选取这两点作为安装ASVG的候选位置。采用本文的数学模型进行优化时考虑了平衡机出力的合理性，假想了3种运行（事故）方式：①支路2-5断线；②支路6-11断线；③支路9-14断线。借助于给出的各运行方式下ASVG的最优补偿容量，并以此来确定节点的补偿容量。对AEP14节点系统的计算结果表明，文中的优化方法具有较强的实用性。
结语
无功补偿技术指的是无功功率补偿，补偿的对象是电网，主要的方式是提高功率因数。在电力系统中，有这样的无功补偿装置，相关人员要做的就是将技术全部运用到装置中，避免装置功能发挥不充分，使电力系统出现故障。
参考文献：
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作者介绍：
王晓姣（1986.11.17），女；陕西渭南人；汉；研究生；中级工程师：电网调度员：电网调度及电能质量优化；国网陕西省电力公司渭南供电公司。
论文作者:王晓姣
论文发表刊物:《电力设备》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/15
标签：技术论文; 电力论文; 功率论文; 电网论文; 种群论文; 电能论文; 装置论文; 《电力设备》2018年第3期论文;