摘要：随着社会经济的快速发展，人们对电力系统配电网运行安全性、可靠性、经济性的要求越来越高，电力系统在运行过程中，配网损耗占很大的比例，因此，加强配网无功优化和管理有十分重要的意义。配电网无功优化是指在满足配网电压质量及潮流的情况下，对投切电容器、变压器可调分接头进行调节，维持配电网各节点的电压需求，减少配网电能损耗，提高电力系统的供电质量，为用户的安全用电提供保障，下面对配电网无功电压优化运行管理方法进行分析。
关键词：配电网；无功电压；优化方法
电力系统正常运行时，应保持无功功率平衡。一方面，无功功率不足将导致系统电压降低，用电设备不能合理使用，甚至会引发电压崩溃等一系列事故；另一方面，无功功率过剩也会导致系统电压质量恶化，危害系统和设备的安全，而且过多的无功备用也会浪费不必要的投资。总之，合理的无功资源配置和调度能有效地降低网损，保证电压质量、预防事故发生或防止事故的扩大，从而提高电力系统运行的经济性、安全性和稳定性。随着电力系统的发展，电网规模越来越大，结构日趋复杂，电压问题越来越复杂，出现电压崩溃并发展成全网性事故的可能性也正在逐渐增加，所以急需要全面改善和提高系统的电能质量。合理的运用电压无功的调节手段，不仅能使电力部门及用户总体设备的运行指标达到最佳状态，改善电压质量，提高系统稳定性，还能降低有功损耗，节约能源。而且随着电力系统自动化程度的不断提高，无功优化控制将越来越受到人们的重视。
1无功电压问题研究现状
配电网容易存在的无功电压问题主要有两种：①电压偏高的问题，其产生是由于无功过剩；②电压偏低的问题，其产生是由于无功不足。无功电压优化的目的，也正是为了解决这两种问题，从而使配电网的供电更加稳定、可靠、安全，并提升配电网的设备寿命，降低电力损耗。随着供电系统的发展，相关学者对于无功电压问题的研究也在不断深入，并取得了一些可喜的研究成果。现阶段对于无功电压优化问题的研究主要包括两方面，分别是无功电压优化模型和无功电压优化算法。另外，在当前全球能源危机推动的大规模分布式电源（DG）大量开发和普遍利用的趋势下，将大规模分布式电源接入配电网的无功电压问题也成为科学家关注的热点，相关的配电网研究学者也在积极研究大规模分布式电源接入配电网的问题解决对策。
2配电网无功电压优化方法研究
配电网的无功电压优化，其最终目标是构建一个可操控的、高精度、高灵敏度的优化控制系统，通过配电网优化控制系统的作用，实现对配电网运行状态的实时监控，并及时发现配电网异常数据，并对数据进行科学分析，帮助管理人员和管理部门进行科学决策，通过配电网优化控制系统，实现整个配电网的无功优化补偿和优化调节，实现对配电网的综合控制和运行调节，提升配电网运行质量。
2.1配电网潮流分布的计算
在对配电网进行无功电压优化方案设计时，配电网潮流分布的计算工作是整个优化工作的前提和基础。对配电网潮流分布的计算需要考虑配电网动态重构和大规模配电网算法的内容，并且配电网的潮流分布计算是和输电网有明显区别的。配电网潮流分布的计算方法的选择须从实用性出发，并综合考虑潮流分布计算方法的计算效率、准确性等。目前对配电网潮流分布的计算一般需要首先选择算法，然后进行算法编程，为了方便编程，应用的配电网潮流分布的算法通常是前推回代迭代算法，这种配电网潮流分布算法具有计算速度快、计算效率高、迭代速度快、占用内存少等优点，在配电网潮流分布的计算中应用较为普遍。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.2重构配电网网络
重构配电网网络是通过对联络断路器、分段开关的状态进行调节，改变网络拓扑结构，从而降低网络损耗，平衡负荷，提高电压质量，使得配电网达到最佳运行状态。配电网网络重构是一个比较复杂的问题，它能优化网络结构，保证网络的运行可靠。在树枝状配电网网络结构中，由于缺乏联络断路器，无法进行配电网网络重构，因此，重构配电网网络主要用于环形结构中。在配电网网络中，通过合理的设置常闭分段断路器和常开联络断路器，在负荷波动下，馈线会在重载、轻载之间发生转换，配电网网络允许开合交换支路，平衡馈线之间的符合，这样就能有效地提高馈线的稳定性，提高馈线安全，降低网络损耗，提高电压质量。
2.3电容器投切
在配电网优化中，电容器投切的主要作用是降低网络损耗，提高电能质量，因此，电容器投切对配电网的优化有十分重要的意义。在中低压配电网中，三相负荷是随机变化的，难以达到平衡状态，大多数电容器投切优化是建立在三相负荷不平衡状态上的，因为三相负荷不平衡会导致供电点三相电流、三相电压不平衡，就会增加线路的损耗，同时还会对配电设备的安全状态造成影响，因此，可以优化电容器投切，进行配电网三相不平衡负荷补偿，从而达到优化配电网的作用。
2.4综合优化
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、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
配电网无功电压优化是保证电力系统安全、高效运行的重要工作，更可以提升配电网运行的经济效益。在当前我国重视节能环保、重视投资效益的情况下，对于配电网无功电压优化方案的研究分析，可以为我国配电网运行质量和运行效果的提升提供理论援助，具有重要的现实意义。因此，电力企业要根据配电网的实际运行情况，制定相应的无功电压优化运行管理措施，不断提高配电网无功优化水平，为配电网的安全、稳定、可靠运行提供保障，有效地提高电力系统的供电质量，从而为电力企业的快速发展提供保障。
参考文献：
[1]焦明明,杨仁刚,牛焕娜.配电网高低压综合电压/无功优化方法[J].电力系统保护与控制,2010,24:137-141+177.
[2]杨银国,张伏生,贺春光,王春娟,李宁.配电网无功电压优化控制求解的一种新方法[J].电力系统自动化,2005,09:45-49.
[3]戚红艳,文玉玲,宋占党,丁碧薇,张新伟.配电网电压无功优化控制方法分析[J].中国电业(技术版),2014,03:5-7.
论文作者:夏颖,汪超,章莉
论文发表刊物:《电力设备》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/25
标签：配电网论文; 电压论文; 电容器论文; 网络论文; 重构论文; 潮流论文; 电力系统论文; 《电力设备》2017年第12期论文;