电力系统的无功优化分析
无功功率优化的数学模型
无功功率优化的数学模型
无功功率优化是指通过调节无功电流和电压，调整供电系统的无功功率来降低电网的无功损耗、提高电网的供电质量以及提高电力系统的可靠性，从而降低系统的运行成本，并提高电网的经济效益。
为了实现无功功率优化，需要建立数学模型，以便采取适当的措施优化无功功率的调节。
建立无功功率优化的数学模型，需要进行以下步骤：
一、确定控制变量和优化目标
为了优化无功功率，需要确定一些控制变量和优化目标。
控制变量包括无功功率、功率因数、电压等，而优化目标是降低系统的无功损耗、提高电网的供电质量和提高电力系统的可靠性。
二、建立目标函数
在确定控制变量和优化目标之后，需要建立一个数学模型，以便进行优化。
建立目标函数时需要考虑系统中的各个因素，包括电流、电压、功率因数等，以此建立数学关系，从而确定一个具体的数学模型。
三、确定约束条件
为了使优化结果更加准确，还需要确定一个一些约束条件，限制系统的运行状态。
这些约束条件通常包括电压、电流、功率因数的范围等等。
在进行优化时，需要考虑这些约束条件，从而达到最优的优化结果。
四、采用优化算法
建立了数学模型之后，需要采用适当的优化算法来优化无功功率的调节。
常用的优化算法包括遗传算法、模拟退火算法、粒子群算法等，这些算法都可以为无功功率优化提供有效的解决方案。
综上所述，无功功率优化的数学模型需要进行多个步骤，从而确立控制变量和优化目标、建立目标函数、确定约束条件以及采用优化
算法等等，这些步骤需要深入研究，才能找到最佳解决方案，并为电网的稳定运行做出重要的贡献。
无功优化和补偿的原则和类型
无功优化和补偿的原则和类型1 无功优化和补偿的原则在无功优化和无功补偿中，首先要确定合适的补偿点。
无功负荷补偿点一般按以下原则进行确定：1)根据网络结构的特点，选择几个中枢点以实现对其他节点电压的控制；2)根据无功就地平衡原则，选择无功负荷较大的节点。
3)无功分层平衡，即避免不同电压等级的无功相互流动，以提高系统运行的经济性。
4)网络中无功补偿度不应低于部颁标准0.7的规定。
2 无功优化和补偿的类型电力系统的无功补偿不仅包括容性无功功率的补偿而且包括感性无功功率的补偿。
在超高压输电线路中(500kV及以上)，由于线路的容性充电功率很大，据统计在500kV每公里的容性充电功率达1.2Mvar ／km。
这样就必须对系统进行感性无功功率补偿以抵消线路的容性功率。
如实际上，电网在500kV的变电所都进行了感性无功补偿，并联了高压电抗和低压电抗，使无功在500kV电网平衡。
输配电网络的无功优化(闭式网)电力系统的无功补偿从优化方面可从两个方面说起，即输配电网络(闭式网)和配电线路及用户的无功优化和补偿(开式网)。
无功优化的目标函数参考文献［3］中著名的等网损微增率定律指出，当全网网损微增率相等时，此时的网损最小。
无功的补偿点应设置在网损微增率较小的点(网损微增率通常为负值时进行无功补偿)，这样通过与最优网损微增率相结合进行反复迭代求解得到优化的最佳点。
一方面，该方法没有计及其它控制变量的调节作用，同时在实际运行中也不可能通过反复迭代使全网网损微增率相等，这样做的计算量太大且费时。
与此同时，国内外学者对无功优化进行了大量研究，提出了大量的无功优化的数学模型的优化算法。
无功优化的数学模型主要有两种，其一为不计无功补偿设备的费用，以系统网损最小为主要目的。
电力市场无功优化分析
ａ ｄｅ ｏ ｏ ｃ ｌ ｐ ｒｔ ｎ ｎ ｃ ｎ ｍｉａ ｅ ａｉ ．Ｔ ｅ ｇ ｎ ｒ ｌｃ ｎ ｅ ｔｏ ｌ ｃｒｃｔ ｒ ｅ ａ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｏ ｏ ｈ ｅ ｅ ａ ｏ ｃ ｐ ｆｅｅ ｔ ｉ ｍａ ｋ ｔｗ ｓ ｉ ｔ ｕ ｅ ｉ ｙ ｏ
，
ｏ ｔ ｚ ｔ ｎ ｉ ｈ ｌｃｒｃｔ ｒ ｅ ｎ ｉｏ ｅ ｔｗ ｓ ａ ａｙ ｅ ｎ ｄ ｔｉ，ａ ｄ ｔ ｅ ｉ ｏ ｔｎ ｉｎ ｆ ａ ｃ ｆｒ ａ ｔ ｅ ｐ ｉ ａｉ ｎ ｔ ｅ ｅｅ ｔ ｉ ｍａｋ ｔ ｖ ｒ ｍｎ ｎ ａ ｎ ｌｚ ｄ ｉ ｅａｌ ｎ ｈ ｍｐ ｒ ｔｓｇ ｉ ｃ ｎ ｅ ｏ ｅ ｃｉ ｍｉ ｏ ｉ ｙ ｅ ａ ｉ ｖ
第３ ０卷 第 １ ０期
２０ ０ ８年 １ ０月
华 电裁 术
Ｈｕ ｄ ａ ｃ ｎ ｌｇ ａ ｉｎ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ
Ｖｏ ． ０ Ｎｏ １ １３ ．０ ０ｃ ． ０ ８ ｔ２ ０
电 力 市 场 无 功 优 化 分 析
Ａｎ ｌ ｓｓｏ ｅ ｃ ｉｅ ｐ ｗｅ ｐ ｉ ｉａｉ ｎ ｉ ｈ ｌ ｃｒｃｔ ｒ ｅ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔ ａｙ ｉ ｆｒ ａ ｔｖ ｏ ｒ ｏ ｔ ｚ ｔｏ ｎ ｔ ｅ ｅ ｅ ｔｉ ｉ ｍａ ｋ ｔｅ ｖ ｒ ｎ ｎ ｍ ｙ
相 应改 变 。 电力 系统无 功优 化是 电力 系统 安全 经济 运 行 的一个 重要 方 面 ， 无 功 的合 理 规 划 不 仅 可 以 对
提 高效率 、 降低成 本 、 化 资 源 配 置 ， 优 并最 终 使 用 户 受益 。 电力市场 是采 用法 律 、 经济等 手段 ， 着公平 本
ｐｏ ｒｏ ｔｍ ｉａ ｉｎ ｆｒｐ ｗｅ ｙ ｔｍ ｓｐｏｎ ｅ ｕｔ Ｉ ｗａ ｘ ｏ ｎｄ ｄ ｔ ｔａｍｉ ｇ ａ ｒ ｓ ｎ ｌｃｒｃｔ ｒ ｅ ｎ ｉ ｗｅ ｐ ｉ ｚ ｔｏ ｏ ｏ ｒｓ ｓｅ ｗａ ｉ ｔ ｄ ｏ ． ｔ ｓｅ ｐ ｕ ｅ ｈａ ｉ ｎ ｔｐ ｅ ｅ ｔｅｅ ｔｉｉｙ ｍａ ｋ ｔｅ ｖ — ｒ ｎｍｅ ｔ ｈ ｒ ｂｌｍ ｆｒ ａ ｔｖ ｗｅ ｐｉ ｚ ｔｏ ｓｗｏｔ ｕ ｔ ｒｒ ｓ ａ ｃ ｉ ｏ ｎ ，ｔ ｅ ｐ ｏ ｅ ｏ ｅ ｃｉｅ ｐｏ ｒｏ ｔｍｉａｉ ｎ ｉ ｒｈ ｆ ｒｈｅ ｅ ｅ ｒ ｈｎｇ
电力系统无功优化问题研究综述
与 连 续 性 相 混 合 等 特 点 ， 目前 为 止 ， 到 尚无 一 种 切 实
可行 、 速 完 善 的 无 功 优 化方 法 。 无 功 优 化 的 关 键 集 快 中在 对 非 线性 函数 的处 理 、 法 的 收 敛 性 和 如 何 解 决 算 优 化 问题 中 离 散 变 量 的 问 题 三 个 方 面 。 由于 无 功 优 化 问题 本 身 的复 杂 性 ， 无 功 优 化 的 对 分 类 殊 为 不 易 。首 先 ， 目标 函 数 有 可 能 因 侧 重 点 不 一 样 而 存 在 差 别 ， 要 有 以下 几 种 ： 证 最 优 电 压 质 量 ， 主 保
ｒ ｌ ｎ ｍｏ ｅｎ Ｅｎ ｒ ｙＭ ａ ａ ｅ ｎ ｙ ｔｍ （ ｏｅｉ ｄ ｒ ｅｇ ｎ ｇ ｍｅ ｔＳ ｓｅ ＥＭ Ｓ ）．Ｔｈ ｔ ｅ ｍｅｈ—
ｏ ｓ ｏ ｄ ｆ ＶＡＲ ｐ ｉ ｚ ｔ ｎ ｅ ｐ ｃａｌ ｍ ｅ ｎ ｗ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ａ ｅ ｏ ｔｍｉａ ｉ ， ｓ ｅ ｉ ｌ ｓ ｏ ｙｏ ｅ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ， ｒ
维普资讯
№ ３
电
力
情
报
６９
２００ ２
Ｉ ＦＯ Ｒ Ｍ Ａ Ｔ Ｉ Ｎ Ｎ Ｏ ＯＮ ＥＬＥＣＴ Ｒ Ｉ ＰＯＷ ＥＲ Ｃ
文 章 编 号 ：０ ６—６ ０ （ ０ ２ ０ １０ ７ ５ ２ ０ ） ３—０ ６ ０ ９—０ ６
电 力 系 统 无 功 优 化 问 题 研 究 综 述
ｓ ｓｅ ｙ ｔｍ，ｔ ｅｐ ｏ ｌｍ ｆｒａ ｔ ｅ ｐ ｗｅ ｏ （ ｈ ｒｂｅ ｏ ｅ ｃｉ ｖ ｏ ｒ ｆ ｗ ＶＡＲ）ｏ ｔ ｚ ｔ ｎ ｌ ｐｉ ａｉ ｍｉ ｏ
ｉ ｎ ｆ ｔ ｅ ｋ ｙ ｉ ｕ ｓ Ｔｈ ｅ ｔ ａ ｉ ｎ ｏ ｐ ｉ ｉ ｔ ｎ ｉ ｏ ｓｏ ｅ ｏ ｈ ｅ ｓ ｅ ． ｓ ｅ ｄ ｓｉ ｔ ｆ ｏ ｔ ｚ ｉ ｓ ｎ ｏ ｍ ａ ｏ ｔ
改进电网电压无功优化综合管理系统分析
无功 电压 的控制 与管理 是通 过对 于整个 电力 系统来 进行 分层 次 ， 并且对 于各 自的管理范 围进行 分析 ，从 而使得其 能够对 于无功 电压进 行优化 ， 提高电力运行的效率， 最终得电力企业和企业都能够降低成 本获得最 高的经济效益 。 ２改进 电网电压无功优化 综合管理 系统的 内容设 计 改进电网电压无功优化综合管理系统的内容如下 ： 电压无 功运行分 析— —在电 网中 ，于无功 电压进行有 效 的分 析和 计算 ， 对于其电压的质量进行采样分析 ， 通过研究和计算从而能够采取
科技创新与应用 Ｉ ２ ０ １ ４ 年 第７ 期
电 力 科 技
改进 电网 电压 无功优 化综 合 管理 系统分析
孙 培 良
（ 龙煤矿业集 团股份 有限公 司鸡 西分公 司荣华一矿通风 区， 黑龙 江 鸡西 １ ５ ８ ２ ０ ０ ） 摘 要： 文章ｇ ￣ ５ － ％网电压无功优化综合管理 系统的改进 ， 主要对多 Ａ ｇ ｅ ｎ ｔ 在电压无功优化综合管理 系统的应用进行 了分析 阐述。 关键词： 电网； 电压无功优化； 综合 管理 系统 ； 多Ａ ｇ ｅ ｎ ｔ
信息； 接受表征拓扑结构改变的开关开台信号量。（ ２ ） 建立划分控制区 域的数学模型 ， 并采用合理的算法求解。 （ ３ ） 将划分后的控制区域边界信 ３ ． １ 组 织架构 息以及每个区域的指定中枢母线下传给协调级 Ａ ｇ ｅ ｎ ｔ ， 同时， 也将每个 组 织架构 应该 按照上 ， 中， 下 三个层 次 的控制 方法 ， 通过 对 于无功 区域的中枢母线信息传递给组织级全局优化控制子 Ａ ｇ ｅ ｎ ｔ 模块。（ ４ ） 与 电压控制的时间， 空间， 目标等的多个视角来对于无功电压进行控制 ， 组 织级 全局 优化 控制 子 Ａ ｇ ｅ ｎ ｔ 模块、 执行级 Ａ ｇ ｅ ｎ ｔ 、 协调 级 Ａ ｇ ｅ ｎ ｔ 进行
电力系统无功规划的原则与模型
电力系统无功规划的原那么与模型引言电力系统无功规划是确保电力系统稳定运行的重要环节。
无功功率是电力系统中的一种重要电能形式，其主要用途是用来控制电压和无功功率分配。
本文将介绍电力系统无功规划的原那么与模型，以探讨如何合理规划电力系统中的无功功率。
无功功率的概念在电力系统中，无功功率是指电流与电压之间的相位差所引起的功率。
它并不直接提供能量，但对于电力系统的稳定运行和电压调节至关重要。
通常情况下，电力系统中的无功功率由电容器和电抗器来提供，以满足电压调节、电流平衡和电能因数校正等需要。
无功功率的合理分配可以降低输电损耗和改善电压质量，从而提高电力系统的运行效率。
无功规划的原那么1.电能质量优先：无功功率的规划应优先考虑电力系统的电能质量。
保持电压稳定和功率因数接近1是无功规划的首要目标。
2.经济性：无功规划应考虑本钱与效益的平衡，在满足电能质量要求的前提下，尽量减少系统的运行本钱。
3.稳定性：无功功率的规划应确保电力系统的稳定性，防止电压异常波动和潮流过载，减少系统故障发生的可能性。
4.适应性：无功规划应考虑到电力系统中各种运行模式的需求，并具备应对不同工况变化的灵巧性。
无功规划的模型无功规划的模型可以分为静态模型和动态模型两种。
1. 静态模型静态模型是一种基于潮流计算的无功规划方法。
在该模型中，首先对电力系统进行潮流计算，得到系统中各节点的电压、功率和功率因数等参数，然后根据无功功率的分配原那么，通过调整电容器和电抗器的容量和位置，优化系统的无功功率分配。
静态模型的优点是计算简单，结果可靠性高。
然而，它的缺点是未考虑系统的动态特性和负荷的变化，无法满足系统快速调整的需求。
2. 动态模型动态模型考虑了电力系统的动态特性，以及负荷的时变性。
在该模型中，通过建立电力系统的动态模型，模拟各种负荷变化和系统故障情况，预测系统响应和无功功率分配的变化，以制定合理的无功规划策略。
动态模型的优点是能够真实反映电力系统的运行状态，并考虑到负荷的变化，能够满足系统的快速调整需求。
电力系统无功优化调度研究分析
电力系统无功优化调度研究分析作者：敖玉峰张珍来源：《城市建设理论研究》2013年第10期【摘要】电力系统无功功率优化是提高系统经济性、安全性以及电能质量的重要手段。
本文首先介绍了无功优化的意义，然后重点对静态与动态无功优化调度研究做了综述。
【关键词】电力系统无功优化调度中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：在现今社会，实现电力系统在安全可靠的前提下经济运行，不仅对国民经济具有重大意义，对国家政治也有重要影响。
因此，面对日趋复杂的系统和日益增长的用户需求，如何保证电网“安全、优质、经济”运行，一直以来都是电力系统工程技术人员和学者的研究的重要课题之一。
一、无功优化的意义电力系统无功优化是保证系统安全、经济运行的一种有效手段，是提高电力系统电压质量的重要措施之一。
实现无功功率的优化可以改善电压的分布、提高用户端的电压质量、减少电力传输(主要是线路和变压器)的电能损耗，从而降低电力成本，同时也能提高电力传输能力和稳定运行水平。
随着自动化技术的日益成熟，基于传统的安全监控和数据采集系统的高级应用软件如网络拓扑、状态估计、调度员潮流正逐步趋于实用化，在此基础上可以进行功能的再扩展，开发电网电压、无功优化控制系统。
随着电力通信的飞速发展，我们可以在现有的自动化系统基础上进行无功优化计算，下达控制指令，利用电力通信信道，将这些指令传递给变电站的综合自动化系统，投切电容器、调节变压器分接头，来实现无功功率的最优控制，将线损降低到最低，使SCADA/EMS系统的效益更加直观、明显。
二、静态无功优化调度的模型与算法1、数学模型电力系统无功优化调度问题通常表示成含约束条件的非线性数学模型。
从经济性角度出发的经典模型是将系统的有功损耗最小化作为目标函数，从系统安全性角度出发的模型是将系统运行状态（如节点电压幅值）偏离期望值之平方和最小或者电压稳定裕度最大作为目标函数，或者同时考虑这两者构成多目标模型，此外，还有以无功注入总成本最小为目标的模型。
无功补偿技术在变电站中的应用与优化
无功补偿技术在变电站中的应用与优化现代电力系统中，无功补偿技术被广泛应用于变电站中，以提高电力传输的效率和稳定性。
本文将探讨无功补偿技术在变电站中的应用及其优化措施。
一、无功补偿技术的基本原理和作用无功补偿技术是通过对电力系统中的无功功率进行调整，以改善系统的功率因数和电压稳定性。
在变电站中，无功补偿技术主要通过电容器和电抗器两种设备来实现。
电容器可提供无功电流，从而提高系统的功率因数；电抗器则可吸收多余的无功电流，以维持系统的电压稳定。
通过合理配置这些设备，可以减少电能损耗、提高电力系统的功率因数，进而提高供电的质量。
二、无功补偿技术在变电站中的具体应用1. 电容器组的应用电容器组是无功补偿技术中常用的设备之一。
它通过连接在电网中并与变压器并联，提供所需的无功功率。
电容器组的应用可以有效改善系统的功率因数，并减少传输过程中的电能损耗。
此外，电容器组还可用于提高系统的电压稳定性，减少电压波动对用户设备的影响。
2. 电抗器的应用电抗器是无功补偿技术中的另一个常用设备。
它通过对多余的无功功率进行吸收，以维持系统的电压稳定。
在变电站中，电抗器主要用于控制电网中的无功功率流动，减少无功功率的积累，提高系统的功率因数。
此外，电抗器还可用于抑制电网中的谐波，并减少变压器和其他设备的过热风险。
三、无功补偿技术在变电站中的优化措施为了进一步提高无功补偿技术在变电站中的效果，以下是一些优化措施的建议：1. 精确测量与计算在应用无功补偿技术之前，需要进行精确的功率测量与计算，以确定所需的无功补偿容量和设备的配置方案。
通过准确的测量与计算，可以有效避免过量或不足的无功补偿，提高系统的补偿效果。
2. 可调无功补偿设备的应用可调无功补偿设备，如可调无功电容器和可调无功电抗器，可以根据系统负荷变化情况进行调整。
通过动态地调整补偿设备的容量和响应速度，可以更加灵活地控制系统的无功功率流动，提高变电站的运行效率和稳定性。
3. 智能控制和协调管理在变电站中，应用智能控制技术和协调管理方法可以实现无功补偿设备的自动化控制和远程监控。
多目标电力系统无功优化及其方法
在许 多规 划优 化 问题 中 ， 追求 的 目标 往往 不 所
只一 个 ，同时各 目标之 问 还可 能相 互 矛盾 ，寻找 此
多 目标 规划 解 的性 质进 行讨 论 ，对 不 同方法 或模 型
进 行分 析 比较 ，并 在此 基础 上运用 混合 优化 方法实
现 多 目标无功 优化 及应用 。
１ 数 学 模 型
有 约束 多 目标 规划 问题 一般 可 以表示 为 如下 向
量形 式 （ Ｐ） Ｖ ：
型 Байду номын сангаас多 目标 无 功 优 化模 型［９ 。多 目标 规 划运 ］ ６１ －等
用 的方法 或 模 型有很 多不 同形 式 ， 常用 方 法是 利 最 用 多个 目标 间 的权 重关 系 ， 各 目标 函数 加权 求 和 对
ｓｕ ｅ ． ｔ ｄｉｓ
Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏｄ ：ｍｕｔｏｊｃ ｖ ｒｇａ ｌ—ｂｅｔ ｅ ｏｒｍｍｉ ；ｕ ｚ ｒｇａ ｉ ｉ ｐ ｎ ｆｚｙ ｏ ｒｍｍｉｇ ｅ ｃｒ ｏ ｒ ｙｔｍ ａａｙｉ ｒａｔ ｅ ｏ ｅ ｐｉ ｚｔ ｎ ｇ ｐ ｎ ； ｌ ｔｃ ｗｅ ｓｓ ｎｌｓ ；ｅｃｉ ｗ ｒ ｔ ａｉ ｅ ｉｐ ｅ ｓ ｖｐ ｏ ｍｉ ｏ
关 键 词 ： 多 目标 规 划 ；模 糊 规 划 ；电 力 系统分 析 ；无 功 优 化
Ｍｕｔ Ｏｂｅｔ ｅＲｅ ｃｉｅＰ ｗｅ ｔ ｚ ｔ ｎａ ｄＩｓ ｐ ｏ ｃ ｅ ｌ－ ｊｃｉ ａ ｔ ｏ ｒＯｐ ｉ ａｉ ｎ ｔ Ａｐ ｒ ａ ｈ ｓ ｉ ｖ ｖ ｍｉ ｏ
ＱＩ ｎ ｉ Ｕ Ｗｅ ｑａ ｎ
（ ｈｊ ｎ ｌ ｔｃ ｏ ｒ ｓ ｎＩｓｔｔ， ａｇ ｈｕ Ｚ ｅｉ ｇ３ ， ｈｎ） Ｚ ｅｉ ｇ ｅ ｒ ｗｅ ｉ ｔｕｅ Ｈ ｎ ｚｏ ， ｈｊ ｎ １０ Ｃ ｉａ ａ Ｅ ｃｉＰ Ｄｅ ｇ ｎ ｉ ａ １ ０ ２ Ａ ｓｒｃ：Ｉ ｅｒａｔ ｅ ｏ ｒ ｐｉ ｚｔ ｎ ｔｅｅ ｓ ｓｄｔ ｂ ｅｅａ ｏｊｃｉｅ ｎ ａｈｏｊｃｉ ｓ ｒ ｕｕ ｌ ｏ ｔ ｄｃ ｏ ． ｂ ｔａｔ ｎｔ ｃｖ ｗｅ ｔ ａ ｏ ，ｈｒ ｅ ｅ ｖｒｌ ｂｅｔ ｓ ｄｅｃ ｂｅｔ ｅ ｅｉ ｍ ｔａ ｃｎｒ ｉｉｎ ｈ ｅ ｉ ｐ ｏ ｍｉ ｉ ｉｕ ｏ ｓ ｖ ａ ｖ ａ ｎ ａ ｔ Ｍｕ ｉ ｂｅｔ ｅ ｒｇａ ｍｉｇｃｎｓｌ ｉｋｎ ｆ ｒｂｅ Ｓ ｖｒｌ ｌ・ｂｅｔ ｅ ｒｇａ ｎ ｄ ｌｍｏｔｎｃｍｍｏ ｓ ｃ ｌ— ｊｃ ｖ ｏ ｒｍ ｎ ａ ｏｖ ｔ ｓ ｉｄｏ ｏ ｌ ｔｏ ｉ ｐ ｅｈ ｐ ｍ． ｅｅａ ｍｕｔｏｊｃｉ ｏ ｒｍｍｉｇｍｏ ｅ ｓ ｉ ｏ ｉ ｖｐ ｓ ｎ ｅｓ ｈ ｕ ｕ ａ ｅａ ｐｏ ｃ ｆｏｊｃｉｅｆｎｔ ｎｗ ｉｈｅ—ｕ ｏ ｎｍｕ ｂｅｔ ｅｄｖａｉｎ ｏ ｘｍｕ ｏｎ ｉｅｔ ｃｌ， ｆｄｓ ｎｅ ｓｔ ｐ ｒａｈｏ ｂ ｔ ｕｃｉ ｅｇｔｄｓｍ， ｆ ｉ ｍ ｏｊｃｉ ｅｉ ｏ ， ｆ ｈ ｅ ｖ ｏ ｍｉ ｖ ｔ ｍａ ｉ ｍ ｃ ｉｃ ｎ ａ ｏ ｉ ａｃ ｄ ｓ ｅ ｔ
电力市场环境下的无功优化研究
电力系统无功优化是电力系统安全经济运行的一个重要方面 ， 它 日ｘ ） ∑ 吼 ） （Ⅱ ” （Ｍ＝ （（ ） ） ， 吼 ， ， １ ） 不仅能够降低网损、 提高电压质量， 而且有利于提高系统的稳定性。随 着我国电力市场的逐步建立与完善 ，传统的无功优化模型应根据电力 吼 ＝ ａｏ （ ）— ， （ ｍ 圳ｙｉｌ ｍ 圳） ｘ ， ２ 工业发展的新形势而做 出相应的改进 ，电力市场环境下应该建立一种 吼ｘ ） ａ｛ （Ｍ ｉ １，， （“＝￣ｘＯ ‘ ） ＝， ｎ ， ， ｝ ２ （） ６ 考虑无功有价 ｌ的７ ２优化模型。 生 ｇｓ 此外随着无功优化问题研究的深入， ２仿真 结果 及分析 目标模型更加复杂， 使求解难度增加 。 因此需要建立一种更有效的无功 利用文中提出的算法对 Ｉ Ｅ 一 ０ Ｅ Ｅ ３ 节点系统进行 了优化计算测试 ， 优化求解方法。 本文是在系统有功调度已经给定， 仅仅平衡 芟电机 取得 了较好的结果 ， 证明了本算法的有效性和可行性。 下面将给出优化 的有功出力变化 以平衡整个系统 的有功网损这一前提和假设基础上 ， 计算结果并对之加以分析。 ２ 参数设置。算法的参数设置分别为 ： ． １ 人工鱼群体规模 Ｎ ２ ， ＝ ０最 进行无功优化研究的。 １无功优化数学模型 大移动步长 Ｓｅ ＝ ． ５人工鱼的可见域 Ｖ ｓａ＝ ． 拥挤度 因子 ８ １ ｔ ００， ｐ ０ ｉ ｌＯ ， ｕ ５ ＝． １ 传统无功优化数学模型及其存在的问题。 ． １ 传统 的 无功优化是在 ６ ８最大迭代次数 Ｇ ： ０ １， ～ ２。 系统中有功潮流分布已经确定 的情况下， 以系统网损最小为目标 ， 其数 ２ ． ２实例计算及结果分析。ＩＥ ３ Ｅ Ｅ ０节点系统数据及接线 见文献 学 模型 为 ： ｆ１ ２， 选取节点 １ 为平衡节点。 各台发电机的无功报价见文献【表 １下面 ２ 】 ， ｍ ｎ （ ，２ ｉｆ ‘ ｘ） 以两种 目 函数分别进行计算 。目标函数 １传统的无功优化 一网络有 标 ： ｔ ｇ ， ２ ＝ ０ ． （ ｘ） 功网损最小。目标函数 ２ 电力市场下的无功优化 一有功网损和无功综 ： 合费用最小。优化结果如表 １ 表所示。 为证明本文算法的有效 陛， 选取与文献ｆ相同的系统参数并将本 ３ ］ 在厂网为一家时期 ， 系统追求的是总体效益 ， 全网总的有功损耗最 文优化结果与文献『 行比 ３ 避 较。优化结果如表 ２ 所示。 小， 正是反映了这种总体效益。 但在电力市场环境下 ， 实行厂网分开 、 竞 表 １ Ｅ Ｅ ３ 节 点 系统 无功计 价前 后结果 数据 Ｅ ～０ Ｉ 价上网，单纯有功网损最小的 目标函数并不能保证电网公 司及各个电 尉掼 慧鲫 剃 ｆ 厂的经济利益。并且在传统的无功优化中，无功功率本身是没有价格 耐 的， 这就不利于电厂保持应发无功的积极性。 虽然在发电机开机的情况 （ ｐ） ｕ （ ） ） ） 发Ｅ 敝 吝 的发 碇 卿数 Ｃｕ ｐ 下， 发电机所发无功的大小 ， 并不需要额外消耗大量能源 ， 但是它对发 目 标 ｎ嘲 Ｑｆ８ ｎ９９ ｎ０６ ｆ ６ ￣ 。８ ： （９ ０ ６ ０ ｎ０５ ７ ５ 电机发出有功功率 的能力以及设备本身的寿命会有一定的影响。在无 目橱 ００７ ｎＯ８ ｎ６９ ０ ０ ８ ． ４ ６ ４ ６ ３９ ． １ Ｃ ０ ６ ０ ０ 功优化中， 合理解决这些问题的方法 ， 就是应该给无功功率一个合适的 价格。给发电厂在经济方面进行补偿， 以利于调动发电厂的积极性 ， 从 表 ２优化 结果对 比 而实现全系统无功的优化。 １ ． ２电力市场下无功优化数学模型。 １． ．１目标函数 。综上所述 ， ２ 本文在计及系统无功电价的基础上， 建 立了以有功网损费用和无功费用综合最小为 目标函数的电力市场下无 功优化的数学模型。 从 表 ４中可 以看 出 ： ｆ 旦 １ （ ） ｓ 、 Ｂ 、 Ａ Ｓ）法相 比， １与 Ｇ 闫Ｇ Ｔ Ｓ￣ ｔ 本文的算法能搜索到更好 的 Ｆ—ｍｎ ｉｌ ∽＋ （ ｌ Ｑ ） ， 、 优化解 ， １ 优化后的系统网络损耗等各项性能指标均优于其他方法．（ ） ． ２ 在 目标函数中 ： １ 第 项为有功损耗费用； ２ 第 项为无功支出费用。 与其他方法相比， 本文的方法收敛性好 、 收敛速度快 ， 能在较少的迭代 式 巾： 为有 功功率 的边际价格 ； 为网络的有功功率损耗 ； ｋ 代数内收敛到与其他方法用较多迭代次数才能找到的解相近甚至更好 Ｐ ｆ Ｏ （Ｇ ） ｋ Ｑ ｋ第 个非发电公 司所属无功电源无功支出费用 ，Ｓ为无功电源 的解 ， Ｇ 节省了计算时间。 ３ 结论 的总个数 ， 不同发 电机 的无功代价是不同的， 可以采用发电机发送无功 本文建立的数学模型考虑了电力市场的因素 ， 依据电力系统的有 分段计价的形式进行费用计算 。 在本文的算例中， 采用了发电机无功分 功网损和无功费用的综合效益值最小原则进行寻优 ，可以较好地解决 ３ 段计价进行计算的形式， 如式（ ） ： ３所示 电力市场下的无功优化问题 ；本文的优化算法 可以使发电厂的无功服 Ｉ ｆ Ｑ ≤Ｑ ０ ｍ ？ 务得到一定的经济补偿 ，有利于使其 自觉的维持电力系统的安全和稳 ｍ 定运行； 通过实例验证 ， 并将本文优化结果与其他优化算法结果进行 比 Ｑ ＋ （０ Ｑ ） Ｑ ＜Ｑ ０ ｏ ｓＱ 较， 表明了本文算法的有效 ｆ和可行ｌ 生 生。 其中： Ｑ ｋＱ 分别为发电机发出无功的最小值 、 Ｑ Ｇ Ｎ 额定值和 参考 文献 最大值；Ｌ ）啦、 分别为与之对应的费用系数 。 【 俊霞， 基于改进粒子群优化算法的最优潮流计算【电力系 １ 愉 赵波． Ｊ １ ＿ 统 ２ ０ ，７４ ：３ ８ ． １． ．２动态调整罚函数。本文采用了动态调整罚函数ｍ将越界不等 及其 自动化 学报 ，０ ５１（ ）８ — ８ ２ ， 式约束以惩罚项的形式附加在原来的 目 函数 ｘｕ上 ， 标 ，） 从而构成一个 『张伯明， ２ 】 陈寿孙． 高等电力网络分析脚 北京： 清华大学出版社，９ ６ １９ ． Ｉ谭涛亮， ３ 】 张尧． 基于遗传禁忌混合算法的电力系统无功优化ｌ 电网技 Ｊ 】 ． 新 的 目 函数 Ｆｘｕ 。 标 （，）
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电力系统的无功优化分析
发表时间：
2016-09-18T13:57:07.263Z 来源：《工程建设标准化》2016年7月总第212期 作者： 孙璁
[导读] 随着国家经济与科技的发展，电网规模日益增长，系统结构日趋复杂。
（国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心，
510000）
【摘 要】随着国家经济与科技的发展，电网规模日益增长，系统结构日趋复杂，电力系统中对无功功率的优化控制，不仅为电网正
常安全运行提供了保障，还优化了功率因数指标，特别是大幅度减少了设备故障发生几率，电网所受冲击也在不断降低，由此可见，配电
网络无功优化的重要性。因此，本文将从以下几方面对配电网络中的无功功率优化进行研究。
【关键词】配电网络；无功优化；动态调节
前言：
随着配电网络中应用了无功优化调节以后，不仅为设备安全运行提供了保障，还极大改善了功率因数指标，供电企业的经济效益也随
之提升，对提高国民经济增长具有重要作用。因此，有必要研究配电网络中的无功优化调节。
1
．无功功率概述
电力系统中的无功功率是指为电气设备构建且维护交变磁场与感应磁通的电功率，虽然其不对外做功，但保证电力系统的无功功率储
备可以起到维持电压的作用，从而保证系统电压稳定与电力传输的效率。另一方面，无功功率也势必会带来降低有功功率输出的影响。因
此，对于电力系统的无功优化，保证了供电系统与负载系统始终处于正常高效的运行状态，由此可见，配电网络无功优化具有重要作用。
2
．重视监控报警应用，做好系统电压调整
为保证无功优化能够发挥应有作用，就要完善监控报警系统，设置好最大值与最小值，只要超出该范围就可以自动报警，同时，功率
因数过低也会报警，相关工作人员也能够结合报警信号且利用综合调节法实时调节电压。
在利用配电网络无功优化调节的过程中，还要将用户配电变压器局部调节应用其中，以此确保电网电压质量可以达到预期目标。在无
功优化调节中，应坚持电压优先原则，最低调节时间设定为半小时。如果存在闭锁条件，且发生电容器与分接头故障，或没有及时闭合隔
离刀的时候就要停止调节，同样，若超出闭锁值也要停止调节，只有这样才能保证调节有效。通常情况下，电压上限最大为
6.7kV，下限最
低为
6kV，并根据系统状态与功率因数确定是否需要调节或进行其他操作。如在电压较高，功率因数也高的时候，应利用切电容器减少系统
功率因数，同时降低电压，也可以通过上调分接头降低电压，针对这种情况，最好先利用切电容器，如果达不到这种方法效果不好，再采
用上调分接头的方法。而当电压较高，但功率因数处于正常状态时，就要采用与以上相反方式，进而达到调节目的。如果发现电压正常，
但功率因数偏低，就要先投电容器，适当增强功率因数，若这种方法依然没有将问题解决，就要通过上调分接头的方式完成调节。
此外，做好配电网络无功优化调节，最好按照不同情况设置合适调节法，并将这些调节办法绘制成表格或图形，以便为日后工作的开展提
供有效参考。
3
．调整好发电机功率，确保电网无功平衡
为做好配电网络无功优化调节，就要通过热电站发电机组完成增磁或减磁工作，根据实际情况做好发电机无功优化调节，并将其功率
因数控制在
0.8-0.9之间，最好让其始终处于迟相运行状态，进而确保发电机能够及时完成无功功率输送，这样一来发电机就会始终处于进
相状态中，可以让配电网络始终处于无功功率状态。
4
．采用无功静止补偿
对于无功静止补偿来说就是通过各个静止开关完成切电容器与电抗器之间的转换，这样也可以让其具有良好的吸收与发出作用，进而
强化功率因数的提升，配电网络在这种情况下也能始终处于稳定运行状态，更可以有效防止系统震荡等情况的出现。
为保证配电网无功优化调节可以正常进行，应对重要负荷采用就地无功补偿，当各个单位处于交接状态或暂时停产的时候，就地配电
系统电压便会升高，如果发现电压出现偏移的情况，就要控制好配电变压器所在档位，并实现就地调节，通过这样的方式能够保证电压质
量不会受到影响。如果同时利用两台主变，为确保重要负荷能够正常供电，在调档主变的过程中，就要先让电炉厂负荷在一定时间内处于
停止运行状态，进而防止了调档闭锁问题的出现，实现顺利调档作业。如果变压器负荷偏重，不能分接头操作，就要通过调解有功功率的
方式为变压器减压，以便为主变调档操作奠定基础。
无论是增磁还是减磁，无功功率范围都要控制在6kV，此时发电机的功率因数也要控制在0.8-0.9之间，然后再为系统输送无功功率，
但值得注意的是，发电机在该期间应避免进相运行，换句话说就是发电机要禁止吸收系统无功功率，以此保证电网电压处于正常状态。对
于各个生产单位来说，不管是有功负荷还是无功负荷都各部相同，为保证用户低压测电压始终处于稳定状态，最好帮助各个生产单位完成
调档任务，以便妥善处理无功静止补偿装置中存在的故障，且及时将隐患排除。
5
．强化电网经济运行
要实现配电网络经济运行，应做好以下几项工作：第一，适时调控好主变负荷。第二，正确利用无功补偿装置与滤波装置，且控制好
同步电机功率因数，如果在使用中发现存在技术问题，相关工作人员就要及时提供指导，且在第一时间协助用户完成无功补偿装置修复。
第三，做好电网规划与设计，将新投运设备负载率降到最低，这样就可以有效减少不必要损耗。第四，重视电网经济调度，减少运行线
损，通常情况下，调度运行方式是否正确也会对线损率产生一定影响，为实现经济运行，应保证各个主变负荷始终处于均衡运行状态，且
强化变电所和调度之间的联系，实现精准调度，通过这样的方式就可以缩短输电线长度，防止因负荷较大而出现网损等情况。第五，确保
变压器经济运行，防止停运空载的出现，联系各个单位真实情况做好调整，以便为经济运行奠定基础。
6
．结语：
通过以上研究得知，重视配电网络无功优化调节不仅可以保证配电网正常运行，还可以提高工作效率，防止意外事件的发生，为减少
不利影响的出现，供电企业应要求用户安装无功补偿装置与滤波装置，并帮助用户完成变压器调档，以此保证供电稳定，强化安全性的融
入，这样一来，供电质量将会得以明显提升，供电企业工作也将得到广泛认可。
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