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摘 要： 随着电网管理水平的日益提高及不断细化，电网无功补偿安装容量已经能够基本满足电网的负荷需要，但电网无功管理工作仍需加强，就目前县级电网无功优化问题进行深入的研究和探讨，提出一些意见和看法。
关键词： 无功优化；管理；电网
中图分类号：TM714.3 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1220185－01
1 无功优化建设原则
坚持“全面规划、合理布局、全网优化、分级补偿、就地平衡”的原则，以改善电压质量、降低损耗、节约运行成本、提高企业经济效益和无功优化管理水平为目的，逐步实现变电站、配电线路、低压配电台区的全网分区、分层电压无功优化。
2 无功优化的目的
经过近几年的电网建设与改造，公司所属35kV及以上变电站基本上安装了足够容量的无功补偿装置。但变电站的电容器均采用断路器分组投切方式。这种采用人工投切电容器组的方式不能根据负荷及时的输出无功，且大大的加重了主变有载调压的动作次数，给我局设备安全运行带来隐患。
3 目前现状
1）10kV线路无功自动补偿装置安装的还较少，不能够满足需要。2）没有开展全网无功优化计算，还处于比较粗略的计算方法和仅仅凭借经验从事的状态。需要进一步完善全网优化、提高优化效果。3）农网低压线路存在三相负荷不平衡现象，损耗较大，没有达到经济运行的要求。4）随着近几年“农网改造”、“农网完善工程”、“农村电气化建设”以及“农田机井通电工程”等农网工程的开展，对全市农村低压线路和设备进行了改造，增补了大批台区无功补偿装置。目前县级电网低压配电台区的随器、随机补偿容量基本满足要求。但因未加装配电台区采集终端，也无法对低压补偿装置进行实时监控和远方控制。5）无法实时监测用户的无功补偿情况，大用户不及时投退电容器会影响电网的无功补偿效果。
4 存在问题
随着电网规模的增大及日益复杂，电压无功优化问题越来越突出，尤其表现在无功补偿虽然达到局部最优，但是全网电压无功质量却上不去。目前电力系统进行无功规划和无功控制都是局部补偿，不能考虑到全网进行优化补偿。目前县级无功电压管理还存在以下问题：
如：高、中、低压无功管理分离，这种管理模式造成管理上的脱节；无功管理理论缺乏、人员素质不高，还处于依据粗略、传统的计算方法和凭借经验指导工作；无功补偿进行了分层、分级补偿，在区域内达到了效果，但是没有实现全网的整体优化补偿。经过近几年的电网建设与改造，县级供电企业所属35kV及以上变电站基本上安装了足够容量的无功补偿装置。但变电站的电容器均采用断路器分组投切方式。这种采用人工投切电容器组的方式不能根据负荷及时的输出无功，且大大的加重了主变有载调压的动作次数，给县级供电企业设备安全运行带来隐患。
5 无功优化方案
5.1 无功优化试点选择。由于电网建设和发展速度过快，专业规划相对滞后，缺乏全网无功优化技术等原因，是无功规划和无功控制都是局部补偿，没有达到全网最优补偿。试点区域选择的主要依据是：无功补偿容量不足的变电站、母线功率因数低于0.95的变电站；功率因数低于0.92的10kV线路；功率因数低于0.85的配变台区。
5.2 高压无功优化补偿。首先采用动态无功补偿模式，对无功负荷波动变化比较大的变电站及比较重要的变电站采用磁控式动态平滑无功补偿装置，并实现远方控制。第二采用分组自动无功补偿模式，依据无功变化情况，在变电站10kV母线上适当安装分组自动投切装置，使无功功率尽可能实现分站、分压平衡，降低高压电网损耗。对补偿容量相对不足、无功补偿设备陈旧的变电站逐步进行更新改造。
5.3 中低压配电网无功优化补偿。1）配变低压侧集中补偿。对线路较短、负荷较轻的10kV专线用户，不进行线路补偿，采用在配变低压侧进行集中无功补偿，主要补偿配电变压器消耗的无功功率，实现低压台区就地无功平衡，有效减少配电变压器和配电线路的损耗。2）配变低压侧集中补偿+中压线路补偿。对于线路长、负荷重、功率因数低的10kV配电线路，采用配变随器补偿与线路补偿相结合的方式，以达到最佳补偿效果。线路补偿和大容量配变补偿装置采用全网无功优化控制系统软件进行远方自动控制。配变低压侧集中补偿可使低压台区实现分层、分区就地平衡，线路补偿用于补偿线路无功基荷和未进行无功补偿的配电变压器空载损耗部分。
5.4 低压用户侧无功优化补偿。首先对农村动力配电室集中补偿；另外对电动机就地补偿；第三采用用户端电动机就地补偿与配电室集中补偿相结合补偿方式。对利用率较高的大功率（>4kW）电动机进行随机补偿，无功补偿装置可随着电动机的起停同步投切，对未进行补偿的小功率电动机可在配电室进行集中补偿。
5.5 无功规划优化。根据全网无功优化计算确定系统的最佳补偿点和最佳补偿容量，选择经济适用的无功补偿模式，实现区域电网内的无功分区、分层、动态就地平衡。10kV线路采用自动投切无功补偿装置和电容器就地补偿，实现对线路无功的分散补偿。变电站采用磁控式动态平滑调节无功补偿装置（MSVC）和无功分组投切两种方式。用户动力车间和低压用户进行4kW及以上电机的随机补偿装置改造。配变低压侧采用静止同步补偿器、低压动态无功补偿装置、调整不平衡电流功率因数补偿装置和低压自动无功补偿装置。对试点村进行随线补偿改造试点。
6 无功优化措施
根据各县级供电企业的实际情况，我们采取以下措施：变电站逐步实行无功补偿装置的安装、改造；结合新农村电气化建设改造，优化低压网络、实施台区集中补偿和低压线路的随线、随机补偿，全方位提高农村低压网络的综合节能降损水平；利用自动投切电容器与固定式电容器结合的方式对线路进行无功补偿，逐步在10kV线路上进行电容器改造；通过以上电网无功补偿工作，努力做到电网结构、布局、潮流分布经济合理、区域电网内的无功分层、分区、就地平衡。
7 无功优化管理
根据《电力系统电压和无功电力技术导则》、《国家电网公司农村电网电压质量和无功电力管理办法》等“技术标准”和“管理规定”，结合电网实际情况，健全规章制度；加大宣传力度，让广大电力客户了解推进无功优化管理能够实现无功就地平衡、降低损耗、改善电压质量、减少用户电费开支等多方面的优越性，争取他们的支持配合，达到用户和供电部门和谐共赢、共同受益；大力加强无功补偿设备的运行维护管理，确保无功补偿设备按照无功需求及时投运。
参考文献：
[1]周双喜、杨彬，实现无功优化的新算法——遗传算法，1995（11）.
[2]张勇军、任震、钟红梅，基于灾变遗传算法的无功规划优化，电力系统自动化，2002（23）.
[3]文劲宇、江振华、姜霞，基于遗传算法的无功优化在鄂州电网中的实现，电力系统自动化，2000（02）.
关键词： 无功优化；管理；电网
中图分类号：TM714.3 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1220185－01
1 无功优化建设原则
坚持“全面规划、合理布局、全网优化、分级补偿、就地平衡”的原则，以改善电压质量、降低损耗、节约运行成本、提高企业经济效益和无功优化管理水平为目的，逐步实现变电站、配电线路、低压配电台区的全网分区、分层电压无功优化。
2 无功优化的目的
经过近几年的电网建设与改造，公司所属35kV及以上变电站基本上安装了足够容量的无功补偿装置。但变电站的电容器均采用断路器分组投切方式。这种采用人工投切电容器组的方式不能根据负荷及时的输出无功，且大大的加重了主变有载调压的动作次数，给我局设备安全运行带来隐患。
3 目前现状
1）10kV线路无功自动补偿装置安装的还较少，不能够满足需要。2）没有开展全网无功优化计算，还处于比较粗略的计算方法和仅仅凭借经验从事的状态。需要进一步完善全网优化、提高优化效果。3）农网低压线路存在三相负荷不平衡现象，损耗较大，没有达到经济运行的要求。4）随着近几年“农网改造”、“农网完善工程”、“农村电气化建设”以及“农田机井通电工程”等农网工程的开展，对全市农村低压线路和设备进行了改造，增补了大批台区无功补偿装置。目前县级电网低压配电台区的随器、随机补偿容量基本满足要求。但因未加装配电台区采集终端，也无法对低压补偿装置进行实时监控和远方控制。5）无法实时监测用户的无功补偿情况，大用户不及时投退电容器会影响电网的无功补偿效果。
4 存在问题
随着电网规模的增大及日益复杂，电压无功优化问题越来越突出，尤其表现在无功补偿虽然达到局部最优，但是全网电压无功质量却上不去。目前电力系统进行无功规划和无功控制都是局部补偿，不能考虑到全网进行优化补偿。目前县级无功电压管理还存在以下问题：
如：高、中、低压无功管理分离，这种管理模式造成管理上的脱节；无功管理理论缺乏、人员素质不高，还处于依据粗略、传统的计算方法和凭借经验指导工作；无功补偿进行了分层、分级补偿，在区域内达到了效果，但是没有实现全网的整体优化补偿。经过近几年的电网建设与改造，县级供电企业所属35kV及以上变电站基本上安装了足够容量的无功补偿装置。但变电站的电容器均采用断路器分组投切方式。这种采用人工投切电容器组的方式不能根据负荷及时的输出无功，且大大的加重了主变有载调压的动作次数，给县级供电企业设备安全运行带来隐患。
5 无功优化方案
5.1 无功优化试点选择。由于电网建设和发展速度过快，专业规划相对滞后，缺乏全网无功优化技术等原因，是无功规划和无功控制都是局部补偿，没有达到全网最优补偿。试点区域选择的主要依据是：无功补偿容量不足的变电站、母线功率因数低于0.95的变电站；功率因数低于0.92的10kV线路；功率因数低于0.85的配变台区。
5.2 高压无功优化补偿。首先采用动态无功补偿模式，对无功负荷波动变化比较大的变电站及比较重要的变电站采用磁控式动态平滑无功补偿装置，并实现远方控制。第二采用分组自动无功补偿模式，依据无功变化情况，在变电站10kV母线上适当安装分组自动投切装置，使无功功率尽可能实现分站、分压平衡，降低高压电网损耗。对补偿容量相对不足、无功补偿设备陈旧的变电站逐步进行更新改造。
5.3 中低压配电网无功优化补偿。1）配变低压侧集中补偿。对线路较短、负荷较轻的10kV专线用户，不进行线路补偿，采用在配变低压侧进行集中无功补偿，主要补偿配电变压器消耗的无功功率，实现低压台区就地无功平衡，有效减少配电变压器和配电线路的损耗。2）配变低压侧集中补偿+中压线路补偿。对于线路长、负荷重、功率因数低的10kV配电线路，采用配变随器补偿与线路补偿相结合的方式，以达到最佳补偿效果。线路补偿和大容量配变补偿装置采用全网无功优化控制系统软件进行远方自动控制。配变低压侧集中补偿可使低压台区实现分层、分区就地平衡，线路补偿用于补偿线路无功基荷和未进行无功补偿的配电变压器空载损耗部分。
5.4 低压用户侧无功优化补偿。首先对农村动力配电室集中补偿；另外对电动机就地补偿；第三采用用户端电动机就地补偿与配电室集中补偿相结合补偿方式。对利用率较高的大功率（>4kW）电动机进行随机补偿，无功补偿装置可随着电动机的起停同步投切，对未进行补偿的小功率电动机可在配电室进行集中补偿。
5.5 无功规划优化。根据全网无功优化计算确定系统的最佳补偿点和最佳补偿容量，选择经济适用的无功补偿模式，实现区域电网内的无功分区、分层、动态就地平衡。10kV线路采用自动投切无功补偿装置和电容器就地补偿，实现对线路无功的分散补偿。变电站采用磁控式动态平滑调节无功补偿装置（MSVC）和无功分组投切两种方式。用户动力车间和低压用户进行4kW及以上电机的随机补偿装置改造。配变低压侧采用静止同步补偿器、低压动态无功补偿装置、调整不平衡电流功率因数补偿装置和低压自动无功补偿装置。对试点村进行随线补偿改造试点。
6 无功优化措施
根据各县级供电企业的实际情况，我们采取以下措施：变电站逐步实行无功补偿装置的安装、改造；结合新农村电气化建设改造，优化低压网络、实施台区集中补偿和低压线路的随线、随机补偿，全方位提高农村低压网络的综合节能降损水平；利用自动投切电容器与固定式电容器结合的方式对线路进行无功补偿，逐步在10kV线路上进行电容器改造；通过以上电网无功补偿工作，努力做到电网结构、布局、潮流分布经济合理、区域电网内的无功分层、分区、就地平衡。
7 无功优化管理
根据《电力系统电压和无功电力技术导则》、《国家电网公司农村电网电压质量和无功电力管理办法》等“技术标准”和“管理规定”，结合电网实际情况，健全规章制度；加大宣传力度，让广大电力客户了解推进无功优化管理能够实现无功就地平衡、降低损耗、改善电压质量、减少用户电费开支等多方面的优越性，争取他们的支持配合，达到用户和供电部门和谐共赢、共同受益；大力加强无功补偿设备的运行维护管理，确保无功补偿设备按照无功需求及时投运。
参考文献：
[1]周双喜、杨彬，实现无功优化的新算法——遗传算法，1995（11）.
[2]张勇军、任震、钟红梅，基于灾变遗传算法的无功规划优化，电力系统自动化，2002（23）.
[3]文劲宇、江振华、姜霞，基于遗传算法的无功优化在鄂州电网中的实现，电力系统自动化，2000（02）.