配电网无功优化及无功补偿技术 张群

配电网无功优化及无功补偿技术摘要：无功电源如同有功电源一样，是保证电力系统的电压质量、降低网络损耗以及系统安全经济运行必不可少的重要组成部分。

网络元件及负载所需要的无功功率来源于网络中的某个地方，如果要网络所需的无功功率都由发电机提供并跨过各个电压等级系统长距离传输显然是不合理的，不符合科学规律也很难做。

科学合理的方法应该是在有无功功率需求的地方产生相适应的无功功率，即我们所说的无功补偿。

在电力系统中，解决好无功补偿问题，对提高系统电能质量、保证安全经济运行、降损节能等方面都有着极为重要的意义。

该文主要针对电力系统无功补偿的原则、方式、容量确定以及经济效益等做出论述和分析。

关键词：无功补偿方式容量效益1无功补偿的作用及无功补偿原则1.1电网中的无功电源1.1.1同步发电机同步发电机既是有功电功率电源，同样也是电网无功功率的来源，额定功率因数一般为0.8。

1.1.2同步调相机同步调相机是连接在电力系统中的同步电动机。

它的主要用途是产生无功功率，提高电力系统功率因数，提高电能质量和系统运行的稳定性。

1.1.3输电线路充电电容高压输电线路不仅产生电感，消耗无功，同时具有相线对地电容，产生无功。

1.1.4电容器静止电容器按照连接方式分为并联电容器补偿和串联电容补偿，采用电容器进行无功补偿是系统中广泛采用的一种方式。

1.2无功补偿的作用（1）在系统中三相负载不平衡的情况下（如电气化铁道等），应进行适当的无功补偿，这样可以平衡三项的负载。

（2）稳定受电端及电网的电压，提高供电质量。

为了提高输电系统的稳定性和输电能力，输电线路应适当设置动态无功补偿装置；（3）提高电力系统及其负载的功率因数，降低设备容量，减少设备功率损耗；1.3配电网无功补偿的原则（1）无功补偿的方式有以下几种：高压补偿与低压补偿相结合，以低压补偿为主；集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主；调压与降损相结合，以降损为主。

（2）无功补偿应合理布局，统一规划，分级补偿，就地平衡。

浅谈煤矿配电网两阶段无功补偿优化配制方法煤矿配电网通常存在着电压较低的情况，而传统的无功补偿装置存在着某些缺点，因此本篇文章针对煤矿配电网无功优化存在的问题，提出新型的优化补偿方案，就是运用静止无功发生器以及电容器组来配合实现配电网两阶段无功补偿的优化。

通过研究结果表明，配电网的有功损耗显著下降，电压水平也得到了明显的改善。

标签：煤矿配电网；两阶段；无功补偿前言：在煤矿开采过程中，随着开采深度的不断增加，机械化应用程度也逐渐加大，因此使用的大功率用电设备也随之增加，带来的结果就是煤矿用电的负荷不断增加，煤矿供配电系统的整体电压偏低的情况出现。

而且煤矿的供配电系统往往在配电网后端，很容易出现电压不稳定的现象。

因此对煤矿配电网实行无功优化补偿便非常有必要。

一方面能够显著的降低供电网系统中的损耗提高电压，保证设备的正常运行，另一方面能够有效的节约用电，节省煤矿采集成本。

不过传统的无功优化补偿方案计算得出的电压往往偏高，这会对电网中设备的使用寿命造成显著的影响，而且电容器组的调节不能连续进行，导致在投切的过程中会出现过补偿或者欠补偿的问题。

因此本篇文章考虑到无功优化补偿以及综合考虑煤矿的效益前提下，尝试利用静止无功发生器SVG以及电容器组来配合实现配电网的无功优化两阶段无功优化方法，并且使用改进的粒子群算法来解答无功补偿容量。

第一阶段将有功网损作为无功优化配置电容器组的目标，第二阶段则将电压偏离作为目标，保证节点电压在一定范围内稳定。

一、补偿装置的地点选择煤矿的整个电力系统具有规模较大的网路结构，并且具有众多的节点，不能够对每一个节点都进行补偿，因此需要首先对无功补偿装置的地址进行选择确定，也就是要选择出能够最大限度的、最有效的提升电压和系统电能质量的补偿节点。

本篇文章中采用灵敏度法来确定无功补偿的节点。

二、建立两阶段补偿容量优化模型确定好补偿位置之后需要对补偿容量进行优化配置来达到最优的补偿效果。

传统的无功补偿优化结果节点电压通常较高，会损伤电网中用电设备的使用寿命，因此本篇文章采用两阶段优化模型。

浅析配电网无功补偿配置优化措施摘要：为了提高电压质量，降低无功损耗，需结合配电网系统的特点，选择合理的补偿方式，优化无功补偿配置，提高补偿效益，解决补偿过程中的问题。

文章主要探讨了配电网无功补偿配置优化措施，以供参考。

关键词：配电网；无功补偿；配置；引言配网系统中因为一些特殊电器元件的配置，例如：电容元件等等，导致系统内部出现了有功与无功功率，后者自身不会耗费能量，然而，会造成电能损耗问题，从而对配网系统带来不良影响。

假设配网系统的电流量上升，电压下降，此时的电能损耗会更高。

因此，科学分配无功补偿容量，使无功潮流得到合理布置，提高功率因数，从而能够有效控制配网内部的各种损耗，同时也能够对应确保电器设备功能与作用的高效发挥。

1配电网无功补偿的应用1.1确定补偿容量在配电网中，应用无功补偿技术，不管采用集中补偿方式，还是分散补偿方式，都需要将补偿容量确定。

无论是哪种补偿方式，无功补偿技术在配电网中的应用，与配电网的功率因数、配电网的线损等有关，为了有效的发挥无功补偿技术的作用，需要将补偿容量确定。

补偿容量的确定有多种方法：一是，按照补偿容量计算公式计算；二是，从参考资料、电工手册中查找；三是，按空载电流计算；四是，根据有/无功电量计算在配电网中，单个电网回来中所需要的补偿容量，可以在正常的工作、生产下，供应各部门的收费单上的有功电量和无功电量，以及配电网的每个月的运行时间，以及使用无功补偿技术之后达到的功率因数得出。

1.2选择无功补偿技术在配电网中无功补偿技术的应用，补偿方式可以分为低压补偿和高压补偿，补偿方式的选择要根据配电网设备的实际运行现状确定。

补偿技术的选择和确定需要进行综合考虑，配电网需要无功补偿的电容器的分组数量越大，需要的补偿精度也就越高，在无功补偿中，补偿级数的增加，就会将配电网装置的成本提升。

配电网低压补偿设备的安装位置，需要根据配电网的实际使用情况而定，当配电网的负荷分布均匀，线路相对较短或者是负荷不均匀，线路较长的情况下，配电网的负荷需要集中在配电网变压器的附近，便于针对各个配变容量、功率因数的情况，确定补偿容量。

电力配网系统无功优化方法研究【摘要】本文针对电力配网系统中无功优化方法展开研究，通过概述无功优化方法的概念与重要性，分析无功功率产生的原因及其对系统的影响。

具体介绍了无功补偿装置的配置与优化、无功功率控制策略以及无功功率分配策略等三种无功优化方法。

通过对这些方法的效果分析，展望未来研究方向，并总结了本文的研究成果。

本研究有助于提高电力配网系统的运行效率，减少能源浪费，促进能源可持续发展。

未来可继续深入研究无功优化方法的应用范围和效果，为电力配网系统的高效运行提供更有效的支持。

【关键词】电力配网系统、无功优化、无功功率、无功补偿装置、无功功率控制策略、无功功率分配策略、效果分析、未来研究方向、总结。

1. 引言1.1 背景介绍在当今社会，随着工业化和城镇化的快速发展，电力需求不断增加，电力系统运行的可靠性和稳定性日益受到重视。

电力配网系统在整个电力系统中起着至关重要的作用，对电力的传输和分配起着关键的支撑作用。

在传统的电力配网系统中，存在许多问题，其中包括无功功率的不稳定性和浪费。

为了提高电力系统的效率和性能，无功优化技术应运而生。

无功优化技术是指通过控制电气设备的无功功率来调节电力系统的功率因数，达到提高系统运行效率和降低能耗的目的。

在电力配网系统中，无功功率的产生和影响是非常重要的研究内容。

因为无功功率不仅会导致能量的浪费，还会影响电压的稳定性和负载的正常运行。

研究电力配网系统无功优化方法具有重要的意义。

通过合理配置无功补偿装置、制定无功功率控制策略以及优化无功功率分配策略，可以有效提高电力系统的性能和效率，实现能源的可持续利用。

1.2 研究意义电力配网系统的无功优化方法在电力系统运行中具有重要的意义。

其主要作用在于提高电力系统的无功功率供给能力，改善系统的稳定性和可靠性，降低输电损耗，减少电力系统的谐波污染，优化电能利用效率，提高电力系统的经济性和环保性。

无功优化方法的研究意义主要体现在以下几个方面：通过无功优化方法的研究，可以降低电力系统的无功功率浪费，提高电网的无功功率利用率，减少电能的损失，节约能源资源。

配电网无功优化及无功补偿装置分析摘要：电力系统是我国重要的基础设施类型之一，在人们的日常生活和社会生产中占据着不可忽视的重要地位，配电网无功优化及无功补偿装置的合理应用，将有效地维护电力系统的稳定性。

本文对配电网无功优化及无功补偿装置进行了详细分析，希望能够进一步健全配电网运行机制。

关键词：配电网；无功优化及无功补偿装置；人工智能算法引言：当前，我国正处于经济发展的关键时期，为了全面缩小城乡经济差距，全面推进了农网改造工程，电力基础设施的供给效果充分加强。

基于此，配电网无功优化及无功补偿装置的合理应用，将进一步提高电力系统的整体性，保障了人们的正常用电权益和社会生产的持续进行。

1.配电网无功优化分析1.1经典算法长期以来，在我国科研人员的不懈努力下，配电网的功能和系统性逐渐增强，而配电网的无功优化是指当配电网系统的结构参数及负荷情况确定时，通过相关调控措施对配电网内部相关控制变量进行优化，能够在满足制定约束条件的基础上，让配电网系统内部的某一个或多个电力运行指标呈现最优运行效果。

在这一过程中，经典算法的应用可以实现配电网内部相关电力信息的精准获取，并对优化效果进行准确评定。

以下对经典算法在配电网无功优化中的应用进行具体说明：在配电网无功优化中应用的经典算法，主要是从配电网的某个初始点开始，沿着一定的运算轨迹进行数据的快速运算，并不断改进当前的运算过程，寻求最优的运算结果，以此为配电网中相关控制变量寻求最佳配置数值。

在经典算法的中，相关人员研究了线性规划法、混合整数规划法、动态规划法等，能够针对配电网不同模块中的电力运行特点和控制变量调控需求，进行经典算法的准确应用，满足配电网无功优化需求，保证了配电网的运行稳定性和电力系统运行的整体性。

经典算法在配电网无功优化中的应用，具有较长的历史，也拥有较为稳定的运算效果，随着中国制造2025战略的提出,越来越多的自动化设备投入生产，企业生产计划开始以分钟甚至是秒来计算，自动化设备有很多非线性负载，而且对电能质量要求较高，为了提高设备稼动率，可以选择经典算法用于提高电能质量，减少设备维护时间[1]。

配电网无功优化及无功补偿技术作者：周玉军卢春红来源：《科技创新导报》2012年第35期摘要：无功电源如同有功电源一样，是保证电力系统的电压质量、降低网络损耗以及系统安全经济运行必不可少的重要组成部分。

网络元件及负载所需要的无功功率来源于网络中的某个地方，如果要网络所需的无功功率都由发电机提供并跨过各个电压等级系统长距离传输显然是不合理的，不符合科学规律也很难做。

科学合理的方法应该是在有无功功率需求的地方产生相适应的无功功率，即我们所说的无功补偿。

在电力系统中，解决好无功补偿问题，对提高系统电能质量、保证安全经济运行、降损节能等方面都有着极为重要的意义。

该文主要针对电力系统无功补偿的原则、方式、容量确定以及经济效益等做出论述和分析。

关键词：无功补偿方式容量效益中图分类号：TM714.3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（b）-00-021 无功补偿的作用及无功补偿原则1.1 电网中的无功电源1.1.1 同步发电机同步发电机既是有功电功率电源，同样也是电网无功功率的来源，额定功率因数一般为0.8。

1.1.2 同步调相机同步调相机是连接在电力系统中的同步电动机。

它的主要用途是产生无功功率，提高电力系统功率因数，提高电能质量和系统运行的稳定性。

1.1.3 输电线路充电电容高压输电线路不仅产生电感，消耗无功，同时具有相线对地电容，产生无功。

1.1.4 电容器静止电容器按照连接方式分为并联电容器补偿和串联电容补偿，采用电容器进行无功补偿是系统中广泛采用的一种方式。

1.2 无功补偿的作用（1）在系统中三相负载不平衡的情况下（如电气化铁道等），应进行适当的无功补偿，这样可以平衡三项的负载。

（2）稳定受电端及电网的电压，提高供电质量。

为了提高输电系统的稳定性和输电能力，输电线路应适当设置动态无功补偿装置；（3）提高电力系统及其负载的功率因数，降低设备容量，减少设备功率损耗；1.3 配电网无功补偿的原则（1）无功补偿的方式有以下几种：高压补偿与低压补偿相结合，以低压补偿为主；集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主；调压与降损相结合，以降损为主。

低压配电线路的无功补偿优化随着电力负荷的不断增加，低压配电线路的无功补偿优化变得越来越重要。

无功补偿是指在低压配电系统中通过合理配置无功电容器或无功电感器来提高系统的功率因数，减少无功功率的损耗，提高能源利用效率和供电质量。

本文将介绍低压配电线路无功补偿的意义及方法，以及优化无功补偿的技术。

一、低压配电线路无功补偿的意义低压配电线路的无功补偿对保证电力系统的正常运行和提高供电质量具有重要意义。

首先，无功电力的存在会导致电力系统的功率因数降低。

功率因数是指实际功率与视在功率之间的比值，表示电网输送和利用电能的效率。

当系统中存在大量无功电力时，功率因数会下降，这样会造成电网损耗增加、电力线路电压降低、电能传输效率低下。

通过进行无功补偿，可以提高功率因数，减少电能损失，提高电网供电质量。

其次，无功电力的存在还会引起线路电流的不平衡和谐波增加。

无功电力会导致系统中电流的不平衡，进而引起线路异常发热和设备损坏。

通过无功补偿，可以减少因无功电力引起的电流不平衡，保护线路和电器设备的安全运行。

最后，无功电力的存在还会导致电力系统的电压波动。

无功电力会引起电压的不稳定，从而影响电器设备的正常运行。

无功补偿能够通过提高系统的电压稳定性，保证电力设备的正常工作，提高供电质量。

二、低压配电线路无功补偿的方法低压配电线路的无功补偿主要采用无功电容器和无功电感器两种方式。

1. 无功电容器补偿无功电容器补偿是通过加装无功电容器来进行补偿。

无功电容器具有较小的体积和高的补偿效果，在低压配电系统中得到广泛应用。

无功电容器补偿主要有并联补偿和串联补偿两种方式。

并联补偿是将无功电容器与负载并联连接，以提高系统的功率因数，减少无功功率的损耗。

串联补偿则是将无功电容器直接连接到负载前方，以提高线路电压质量，降低电压的波动。

2. 无功电感器补偿无功电感器补偿是通过加装无功电感器来进行补偿。

无功电感器能够补偿系统中的过多无功功率，提高功率因数。

SRP u iu ，i ，PωtOua 电路图b 波形图图1 纯电阻电路无功功率是指电压或电动势与无功电流的乘积，即与维持电压有关，没有消耗的功率。

带电感回路电路图见图2。

SLu ，i ，PωtOua 电路图b 波形图图2 带电感回路电路图由图2可知：在具有电感或电容的电路里，电感或电容在半周期的时间里把电源的能量变成磁场或电场的能量贮存起δUδφR+jXP+jQΔU图3 输电线路的等值电路 图4 输电线路相量图线路中的电压损失：=I （R cos φ+X sin φ） （1）把等式右边乘以Un /Un ，则：（2）式中：为电压损失，kV ；Un 为额定电压，V ；P 为线路的有功功率，MW ；Q 为线路的无功功率，Mvar ；R 为线路的等效电阻，Ω；X 为线路的等效电抗，Ω。

线路损耗R线路损耗RU一定电源负载图5 线路损耗等效模型设线路的有功损耗为ΔP ，则；ΔP =3I 2R ×10-3（kW ）=32R ×10-3=3×10-3（kW ））可知：在电压U 和电阻R 一定的情况下，线路P 与cos 2φ成反比，cos φ越高，则线路有功损耗功越小。

从式中可以看出，提高线路的电压也可以减小有功损耗，但电源负载是有额定电压和额定电流的，负载在工作时不允许超过其额定的电压值Ue 和额定电流值值低，则会使电源设备的容量得不到充分利用，也会增大输电线路的功率损耗，降低供电效率。

cos 最理想状态，发电机出力全部用在用电设备上（不考虑损耗）输电线路本身有阻抗，是偏电感性，在传输功率过程中，电感总会占用部分容量，即使输电线路对大地呈现容性，感性（a ）欠补偿+-U RLC并联电容感性负载（b ）过补偿图6 并联电容线路图解决电网无功功率控制问题有很多方法，如使用同步发电机、同步调相机、并联电容器、并联电抗器等。

因电力系统中网络元件的阻抗主要是感性的，需要容性无功来补偿，因此，φ1φ2I sin φ2I 1sin φ1图7 并联电容线路相量图：UI 0×10-3×0.9，其中I 0=2（为电动机的额定电流，cos φ为电动机的自然功率需要注意的是：若电容器的实际运行电压与电容器的额定电压不一致，则电容器的实际补偿容量为：：U W 为电容器的实际运行电压为电容器的额定电压；为电容器的额定容量。