淺談電力系統的無功優(yōu)化和無功補償

1、淺談電力系統的無功優(yōu)化和無功補償淺談電力系統的無功優(yōu)化和無功補償來源：中國論文下載中心[06030209:28:00]作者：王正風1，徐先勇2編輯：studa9ngns摘要：電力系統的無功優(yōu)化和無功補償是提高系統運行電壓，減小網損，提高系統穩(wěn)定水平的有效手段。本文對當前國內外的無功優(yōu)化和無功補償進行了總結，對目前無功補償和優(yōu)化存在的問題進行了一定的探討和研究。關鍵詞：無功優(yōu)化無功補償非線性網損電壓質量1前言前言隨著國民經濟的迅速發(fā)

2、展，用電量的增加，電網的經濟運行日益受到重視。降低網損，提高電力系統輸電效率和電力系統運行的經濟性是電力系統運行部門面臨的實際問題，也是電力系統研究的主要方向之一。特別是隨著電力市場的實行，輸電公司（電網公司）通過有效的手段，降低網損，提高系統運行的經濟性，可給輸電公司帶來更高的效益和利潤。電力系統無功功率優(yōu)化和無功功率補償是電力系統安全經濟運行研究的一個重要組成部分。通過對電力系統無功電源的合理配置和對無功負荷的最佳補償不僅可以維持電

3、壓水平和提高電力系統運行的穩(wěn)定性而且可以降低有功網損和無功網損使電力系統能夠安全經濟運行。無功優(yōu)化計算是在系統網絡結構和系統負荷給定的情況下，通過調節(jié)控制變量（發(fā)電機的無功出力和機端電壓水平、電容器組的安裝及投切和變壓器分接頭的調節(jié)）使系統在滿足各種約束條件下網損達到最小。通過無功優(yōu)化不僅使全網電壓在額定值附近運行，而且能取得可觀的經濟效益，使電能質量、系統運行的安全性和經濟性完美的結合在一起，因而無功優(yōu)化的前景十分廣闊。無功補償可看

4、作是無功優(yōu)化的一個子部分，即它通過調節(jié)電容器的安裝位置和電容器的容量，使系統在滿足各種約束條件下網損達到最小。2無功優(yōu)化和補償的原則和類型無功優(yōu)化和補償的原則和類型2.1無功優(yōu)化和補償的原則無功優(yōu)化和補償的原則在無功優(yōu)化和無功補償中，首先要確定合適的補償點。無功負荷補償點一般按以下原則進行確定：1)根據網絡結構的特點，選擇幾個中樞點以實現對其他節(jié)點電壓的控制；2)根據無功就地平衡原則，選擇無功負荷較大的節(jié)點。3)無功分層平

5、衡，即避免不同電壓等級的無功相互流動，以提高系統運行的經濟性。式中，β為每度電價，τmax為年最大負荷損耗小時數，α、γ分別表示為無功補償設備年度折舊維護率和投資回收率，KC為單位無功補償設備的價格，QC∑為無功補償總容量。模型二考慮了投資問題，可認為是一種比較理想的模型。特別是隨著電力市場的實行，各部門都追求經濟效益，顯然考慮了無功投資問題更合理一些。3.2優(yōu)化算法優(yōu)化算法由于電力系統的非線性、約束的多樣性、連續(xù)變量和離散

6、變量混合性和計算規(guī)模較大使電力系統的無功優(yōu)化存在著一定的難度。將非線性無功優(yōu)化模型線性化求解，是一些算法的出發(fā)點，如基于靈敏度分析的無功優(yōu)化潮流、無功綜合優(yōu)化的線性規(guī)劃內點法、帶懲罰項的無功優(yōu)化潮流和內點法等等，以上均是通過將非線性規(guī)劃運用泰勒級數展開忽略二階及以上的項建立線性化模型求得優(yōu)化解。這些方法由于在線性化的過程中，忽略了二階及以上的項，其計算的收斂性得不到保證。為了提高優(yōu)化計算的收斂性，又提出了將罰函數的思想引入線性規(guī)劃提出了

7、帶懲罰項的無功優(yōu)化潮流模型與算法，使依從變量的越限消除或減小到最低限度。但它不能從根本上結局線性化后的不收斂問題。針對線性算法方法的不足，又提出了一些運用非線性算法，混合整數規(guī)劃、約束多面體法和非線性原對偶算法等等。盡管這些方法能在理論上找到最優(yōu)解，但由于無功優(yōu)化本身的特性，使計算復雜、費時，且不能保證可靠收斂。為了提高收斂性和非線性的對于無功優(yōu)化中的離散變量(變壓器分接頭的調節(jié)，電容器組的投切)的處理，基于人工智能的新方法，相繼提出

8、了遺傳算法，Tabu搜索法，啟發(fā)式算法，改進的遺傳算法，分布計算的遺傳算法和摸似退火算法等等，這些算法在一定的程度上提高了無功優(yōu)化的收斂性和計算速度，并且有些方法已經投入實際應用并取得了較好的效果。但在無功優(yōu)化仍有以下一些問題需要解決：1)由于無功優(yōu)化是非線性問題，而非線性規(guī)劃常常收斂在局部最優(yōu)解，如何求出其全局最優(yōu)解仍需進一步研究和探討。2)由于以網損為最小的目標函數，它本身是電壓平方的函數，在求解無功優(yōu)化時，最終求得的