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【摘要】阐述了电力系统无功优化的意义，介绍了目前宿州电网无功优化的原则和主要措施，并提出了今后需要注意的问题和研究方向。
【关键词】无功优化；原则；措施；研究方向
Abstract：The paper expound the Significance for reactive power optimization，introduced the principles and measures of Suzhou Reactive Power Optimization， and put forward some problems that need attention in the future research directions.
Key words： Reactive power optimization； principles； measures； research directions
1、电力系统无功优化的意义
随着国民经济的迅速发展，用电量的增加，电网的经济运行日益受到重视。节能降损，提高电力系统经济运行是电力系统面临的重大课题，更是电力系统研究的主要方向之一[1]。电力系统无功功率优化和无功功率补偿是保证电力系统安全、经济运行的一项有效手段，是提高电压质量的重要措施，也是指导调度人员安排运行方式和生技部门进行电网无功规划、研究节能降损不可缺少的工具。
2、无功优化与控制的基本原则
目前宿州电网无功优化的基本原则主要是依据《安徽电网无功配置原则》来进行分析：
（1）无功就地平衡、分散补偿原则。无功功率不适宜远距离输送，系统中应尽量无功流动。对无功功率的分配，应该先按照就地平衡分散补偿的原则进行；（2）电力系统配置的无功补偿装置应能保证在系统高峰和低谷运行方式下，分层和分区的无功平衡；（3）保持各节点电压合格，并有适当的事故备用容量。特别是能够快速补偿的无功余量，从而有利于系统快速跟踪负荷的变化，应对突发事件，进一步提高电压质量，保证电压的合格性。
3、无功优化与节能降损的主要措施
3.1通过无功补偿来实现节能降损
合理地配置无功补偿装置，可以降低线路与变压器的有功功率损耗，提高负荷的功率因数，改善电压质量，提高线路和变压器的输送能力。
3.1.1提高功率因数降损
按照无功就地平衡的原则来配置补偿装置，可提高负荷的功率因数，减少无功远距离输送。将功率因数由cos1提高到cos2时，线路中的降损率为[2]：
从表中可以看出，在原有功率因素cos1不变的情况下，提高后的功率因素cos2越大，损失降低率就越大。
宿州电网地处皖北地区，属安徽省调管辖，负荷相对较小，而发电机较多，所以系统整体电压偏高。正常方式下，各个变电站的电压合格或个别点偏高，只有在非正常方式下系统电压才出现局部时间段偏低。根据宿州电网自身的特点，设宿州全区功率因数的上、下限值分别为cos上、cos下，原则如下：
（1）当任一220kV母线电压越上限（236kV）时，设定cos上为0.93（宿州供电公司低谷功率因数基准值），cos下设定为低于0.90；
（2）当任一220kV母线电压越下限（214kV）时，设定cos上为0.99，设定cos下为0.95（宿州供电公司高峰功率因数基准值）；
（3）当全区220kV母线电压都正常时（214—236kV），cos按第（2）项原则设定，以保证电压在合格的范围内。
3.1.2降低线路运行时的电压损耗
3.2无功补偿的配置
3.2.1配置原则
宿州地区现有10座220kV变电站，29座110kV变电站和1座35kV变电站，根据《安徽电网无功配置原则》中“统一规划，合理布局，分级补偿，就地平衡”的原则，现在最常用的无功补偿装置有以下三种：
（1）调节发电机的机端电压
在各种调节方法中，调节发电机机端电压应放在首位，因为调节发电机机端电压不需要任何经济手段并且是最直接有效的调压方法，合理的调节发电机机端电压可减轻其他调压措施的负担。
（2）调节变压器的变比
使用变压器的变比调压，只允许电力系统无功功率水平比较高，局部电压较低时进行，故调节变压器变比有调节次数的限制，不宜调节过频繁。
（3）投切无功补偿装置
对于无功功率不足的系统，首先要增加无功功率的电源，如采用并联电容器、调相机或静止无功补偿器等。因投入无功补偿装置可使母线电压升高，故无功补偿装置也有切投次数的限制，不宜投切过频繁。
考虑到调节变压器变比和投切无功补偿装置对变电站高压母线电压的影响，为使宿州电网保持良好的稳定性和较高的电能质量，现制定“九区图”进行优化并控制，如下：
其中U上为电压合格范围内的上限，U下为电压合格范围内的下限，cos上为功率因数的上限值，cos下为功率因数的下限值。
根据电压U和功率因数cos的值對应在“九区图”中的区，就能通过无功补偿装置很好的进行电压调节及无功优化，“九区图”对宿州地区电网合理的利用无功装置来优化无功及节能降损起到了很好的指导作用。
4、结论
电力系统无功优化是在有功负荷、有功电源及有功潮流分布已给定的情况下，通过调节发电机的机端电压、调节变压器的变比及切投无功补偿装置等方法来满足电力系统无功负荷的需求，通过无功优化，可以给电网的运行带来以下好处：（1）使电网各点电压在允许的范围内，从而保证电网供电的电能质量；（2）减少电网的运行损耗，节约电能，提高电网运行的经济性；（3）使电网的无功潮流减少并合理分布，减轻线路、变压器及用电设备的负荷；（4）改善电网的安全性，减少事故发生率。
但在实际操作中，发现在进行无功补偿的同时，如补偿过度，则会引起变压器二次侧电压升高，导致电力线路及电容器自身的损耗增加，甚至引起无功倒送，增加变压器损耗和电容器的有功损耗，
所以，从地区电网全网的层面出发研究电压无功优化控制的重要性日益凸显。如何使系统运行的安全性和经济性完美的结合在一起，是电力工作者需要面对的严峻课题。
参考文献
[1]孙红梅，吴婷婷.浅谈电力系统的无功优化和无功补偿[J].科技博览，2010（27）：75
[2]时丕军.浅谈电网无功优化与节能降损[J].中国产业，2010（6）：65-66
作者简介
朱晓露（1986-），女，湖北宜昌人，宿州供电公司调控中心二次专责，主要从事电力系统保护整定、无功优化和潮流分析工作。
曹飞翔（1984-），男，安徽宿州人，本科，宿州供电公司电力工程师，主要从事变电设备电气试验、化验技术工作。
【关键词】无功优化；原则；措施；研究方向
Abstract：The paper expound the Significance for reactive power optimization，introduced the principles and measures of Suzhou Reactive Power Optimization， and put forward some problems that need attention in the future research directions.
Key words： Reactive power optimization； principles； measures； research directions
1、电力系统无功优化的意义
随着国民经济的迅速发展，用电量的增加，电网的经济运行日益受到重视。节能降损，提高电力系统经济运行是电力系统面临的重大课题，更是电力系统研究的主要方向之一[1]。电力系统无功功率优化和无功功率补偿是保证电力系统安全、经济运行的一项有效手段，是提高电压质量的重要措施，也是指导调度人员安排运行方式和生技部门进行电网无功规划、研究节能降损不可缺少的工具。
2、无功优化与控制的基本原则
目前宿州电网无功优化的基本原则主要是依据《安徽电网无功配置原则》来进行分析：
（1）无功就地平衡、分散补偿原则。无功功率不适宜远距离输送，系统中应尽量无功流动。对无功功率的分配，应该先按照就地平衡分散补偿的原则进行；（2）电力系统配置的无功补偿装置应能保证在系统高峰和低谷运行方式下，分层和分区的无功平衡；（3）保持各节点电压合格，并有适当的事故备用容量。特别是能够快速补偿的无功余量，从而有利于系统快速跟踪负荷的变化，应对突发事件，进一步提高电压质量，保证电压的合格性。
3、无功优化与节能降损的主要措施
3.1通过无功补偿来实现节能降损
合理地配置无功补偿装置，可以降低线路与变压器的有功功率损耗，提高负荷的功率因数，改善电压质量，提高线路和变压器的输送能力。
3.1.1提高功率因数降损
按照无功就地平衡的原则来配置补偿装置，可提高负荷的功率因数，减少无功远距离输送。将功率因数由cos1提高到cos2时，线路中的降损率为[2]：
从表中可以看出，在原有功率因素cos1不变的情况下，提高后的功率因素cos2越大，损失降低率就越大。
宿州电网地处皖北地区，属安徽省调管辖，负荷相对较小，而发电机较多，所以系统整体电压偏高。正常方式下，各个变电站的电压合格或个别点偏高，只有在非正常方式下系统电压才出现局部时间段偏低。根据宿州电网自身的特点，设宿州全区功率因数的上、下限值分别为cos上、cos下，原则如下：
（1）当任一220kV母线电压越上限（236kV）时，设定cos上为0.93（宿州供电公司低谷功率因数基准值），cos下设定为低于0.90；
（2）当任一220kV母线电压越下限（214kV）时，设定cos上为0.99，设定cos下为0.95（宿州供电公司高峰功率因数基准值）；
（3）当全区220kV母线电压都正常时（214—236kV），cos按第（2）项原则设定，以保证电压在合格的范围内。
3.1.2降低线路运行时的电压损耗
3.2无功补偿的配置
3.2.1配置原则
宿州地区现有10座220kV变电站，29座110kV变电站和1座35kV变电站，根据《安徽电网无功配置原则》中“统一规划，合理布局，分级补偿，就地平衡”的原则，现在最常用的无功补偿装置有以下三种：
（1）调节发电机的机端电压
在各种调节方法中，调节发电机机端电压应放在首位，因为调节发电机机端电压不需要任何经济手段并且是最直接有效的调压方法，合理的调节发电机机端电压可减轻其他调压措施的负担。
（2）调节变压器的变比
使用变压器的变比调压，只允许电力系统无功功率水平比较高，局部电压较低时进行，故调节变压器变比有调节次数的限制，不宜调节过频繁。
（3）投切无功补偿装置
对于无功功率不足的系统，首先要增加无功功率的电源，如采用并联电容器、调相机或静止无功补偿器等。因投入无功补偿装置可使母线电压升高，故无功补偿装置也有切投次数的限制，不宜投切过频繁。
考虑到调节变压器变比和投切无功补偿装置对变电站高压母线电压的影响，为使宿州电网保持良好的稳定性和较高的电能质量，现制定“九区图”进行优化并控制，如下：
其中U上为电压合格范围内的上限，U下为电压合格范围内的下限，cos上为功率因数的上限值，cos下为功率因数的下限值。
根据电压U和功率因数cos的值對应在“九区图”中的区，就能通过无功补偿装置很好的进行电压调节及无功优化，“九区图”对宿州地区电网合理的利用无功装置来优化无功及节能降损起到了很好的指导作用。
4、结论
电力系统无功优化是在有功负荷、有功电源及有功潮流分布已给定的情况下，通过调节发电机的机端电压、调节变压器的变比及切投无功补偿装置等方法来满足电力系统无功负荷的需求，通过无功优化，可以给电网的运行带来以下好处：（1）使电网各点电压在允许的范围内，从而保证电网供电的电能质量；（2）减少电网的运行损耗，节约电能，提高电网运行的经济性；（3）使电网的无功潮流减少并合理分布，减轻线路、变压器及用电设备的负荷；（4）改善电网的安全性，减少事故发生率。
但在实际操作中，发现在进行无功补偿的同时，如补偿过度，则会引起变压器二次侧电压升高，导致电力线路及电容器自身的损耗增加，甚至引起无功倒送，增加变压器损耗和电容器的有功损耗，
所以，从地区电网全网的层面出发研究电压无功优化控制的重要性日益凸显。如何使系统运行的安全性和经济性完美的结合在一起，是电力工作者需要面对的严峻课题。
参考文献
[1]孙红梅，吴婷婷.浅谈电力系统的无功优化和无功补偿[J].科技博览，2010（27）：75
[2]时丕军.浅谈电网无功优化与节能降损[J].中国产业，2010（6）：65-66
作者简介
朱晓露（1986-），女，湖北宜昌人，宿州供电公司调控中心二次专责，主要从事电力系统保护整定、无功优化和潮流分析工作。
曹飞翔（1984-），男，安徽宿州人，本科，宿州供电公司电力工程师，主要从事变电设备电气试验、化验技术工作。