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摘要：科学技术的不断发展，带动了电器产品的发展，所以在日常生活和工作当中人们对于电的需求是越来越大，在这样的背景之下，许多电力企业都在不停的扩大规模，而其中相对较为重要的一个环节就是无功补偿点在电力系统当中的应用，本文我们先从电力系统当中无功补偿的内容和原则进行着手，简单的分析了无功补偿点的确定和容量优化方面的内容，希望能够为我国电力事业的发展增砖添瓦。
关键词：电力系统；无功补偿；容量优化
1 引言
随着社会的不断发展，对用电量的需求越来越大，电力系统的负荷不断增加，无功需求也随之加大。无功功率不平衡时，就会造成出现系统电能质量下降、电压下降、功率因数下降、加大线损等问题。因此实施合理的无功补偿是保障配电网安全经济运行的首要条件，关系到用户是否可以获取优质且安全的电能。因为目前我国大部分电网都存在无功容量不足的问题，不仅会造成巨大的损耗，还会威胁系统的安全稳定运行。因此对于配电网无功补偿配置优化原则的分析对于提高配电网的安全运行和经济效益都具有重要的意义。
2 电力系统无功补偿的内容和原则
2.1 内容
通过对无功功率优化处理及补偿，可以保障使整个电力系统的运行安全，此外，保证无功的合理性补偿是提高无功补偿的一个重要的方式，合理选择无功补偿点，从而可以实现整个电力系统的合理配置，为保证电力系统能够安全稳定运行打下了坚实的基础。在实际操作的过程中，合理选择对电力系统进行无功补偿及其不断优化，以防止出现无功功率的远程传输问题，能够有效地控制有功功率及无功功率的损耗大小，从而为电力系统安全有效运行和提高经济效益提供有利条件。对于电力系统无功规划的具体情况大致可分为下面两点：①无功补偿点的确定；②无功补偿点的补偿容量确定。需要特别注意的是，是否合理选择无功补偿点，将直接影响电力系统的经济性和安全性以及稳定性。
2.2 无功补偿原则
为了能够实现无功补偿优化的最大化，必须要合理确定补偿点。通常确定无功补偿的可以分为下面几个原则：（1）结合电网网格结构的实际情况，有效总结其结构特点，同时合理确定中心点，以便实现有效控制其他的节点，保证整个电网全电压都处在安全范围之内。（2）无功补偿点选择的这个过程中，必须要遵循局部的平衡原理，以负荷过大的节点当作无功补偿点，而当电路电压等级不一样的时候，也可以使用分层平衡的方法，避免在不同电压等级下无功功率相互流动现象的出现，从而在很大程度上减少无功功率损失，显著改善电网运行的合理性和经济效益。在实际操作中，无功补偿标准应该始终在0.7以上。
3 无功补偿点的确定
3.1 无功裕度
在电网正常运行的时候，假如电压超出了其本身能够承受的范围，很有可能将会产生崩溃的状态。为了有效的避免这种情况的发生，当电压处于稳定状态时，还必须要符合以下条件：即rP≥0，rQ≥0，rP+rQ≥D。那么什么是无功裕度呢？通俗的来讲其实主要指的是假如在静态电压一直保持在平稳的情况下，在实际工作的当中电力系统的工作点和电压将要崩溃的那个点之间的距离。而表现在计算公式上的话如下所示：QRPM=rP+rQ-D。
3.2 节点无功裕度值计算方法
通过近些年来大量的实际工作情况总结可知，就无功补偿容量和无功裕度而言，它们之间是相反的存在，顾名思义就是无功裕度越低，无功补偿的容量就越大，反过来该说法也依然成立。总的来讲，要想从根本上增强无功裕度的准确性就需要利用科学的手段来选择无功补偿点。另外，在计算无功裕度的时候，可以通过以下几种方法得到：①就电力系统的本身来讲，结合电网结构和相关线路的参数特征来计算电网潮流，从而得出不同的节点功率和节点电压；②利用在第一节当中得到的计算公式求得rp、rQ以及D三个节点的精确数值；③利用图1中的电网拓扑结构示意图，在和计算公式以及无功裕度额概念相结合，从而计算出各节点无功裕度值；④计算无功裕度的时候，需要按照从小到大的顺序进行，同时选择无功补偿方法的时候也高根据该原则来进行。其实，无功补偿主要就是利用目标函数来进行的，同时实现功率损耗降低以及电压水平得到提高的目的，从而也在一定程度上降低了无功容量的附加成本，最终完成节省电力系统成本的目标。
图1 电力系统的网络拓扑示意图
4 无功补偿容量的确定方法
4.1 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。
4.2 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。
4.3 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。
4.4 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。
5 容量优化
在电力系统运行的过程中，作为电网安全稳定运行前提的无功补偿，必须要对其进行合理的规划，积极通过相应的方法来保证其能够安全实施，尽可能的为电力系统提供技术支持。按照无功补偿点和接线方式的不同，我们可以将无功补偿分为以下三类，那就是分组、就地和集中补偿。而在具体工作的时候，采用的较多的补偿设备主要有并联电容器、同步调相机以及静止无功补偿器等。这其中同步调相机指的是一种同步电动机，而与区别与一般的同步电动机，主要是因为它没有机械负载。在无功补偿的时候，最早的设备主要是同步调相机，而之后在使用频率上逐渐被并联电容器所替代，现阶段在所有的电网设备当中可以占到90％作用，它的主要优点就在于能够有效的吸收无功功率，从而更好的预防产生电压过载的情况。
6 结束语
综上所述，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，然而只要我们肯努力，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。
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论文作者:张雅菊
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/29
标签：电力系统论文; 电网论文; 容量论文; 电压论文; 功率论文; 算法论文; 节点论文; 《建筑学研究前沿》2017年第36期论文;