安防之家讯：[摘 要] 根据国家电网公司《关于重点城市电网“十一五”无功规划报告编制工作的通知》（发展城网[2006]140号）文件，对城市配电网无功优化作了简述。
[关键词]配电网 无功优化 简述
1 引言二OO六年八月二十五日国家电网公司发展策划部向系统各区域、省（自治区、直辖市）电力公司下发了关于开展重点城市电网“十一五”无功规划报告编制工作的通知。文件指出：“长期以来，由于我国城市电网无功规划一直没有得到足够的重视，城市电网运行中长期存在着无功补偿容量不足、配置不合理等问题。近年来国际国内几次电网事故，进一步反映出电网在电压稳定和无功配置等方面存在较大的问题”。当前城市配电网运行情况都不够理想，主要表现在电压合格率较低，网损率较高等问题。对电网无功补偿这一课题，多年来已有许多电力工作者做了极大努力，研究开发了不少设备和装置，在无功补偿方面取得了明显的效果。但现实电网中存在的问题仍然不少，城市电网则电压偏低和过高的问题同时存在，虽已经采取了一些补偿措施，但总体水平不高。2 无功电源配置规划的基本内容和要求电力系统设计技术规程第4.2.1条指出“无功补偿应满足系统各种正常事故运行方式下电压水平的需要，达到经济的效果，原则上应使无功就地分区分电压基本平衡”。在编制说明部分又指出：“原则上应使无功就地分区分电压等级基本平衡，但决不是绝对按区按层平衡。当受端系统负荷中心的电厂或者带当地负荷的送端电厂距变电站较近时，想附近变电站甚至低压侧负荷供部分无功，增加网损并不大，但可减少大量无功设备，仍然是经济合理的”。在本次国网文件中对规划原则做了详细的规定：（1）分层分区平衡 分层平衡原则，即不同电压层级间的无功交换应控制在合理水平，在负荷功率因数满足要求的前提下，发电厂和无功补偿设备应在不同电压等级网络上合理配置，减少无功功率在不同电压等级间的流动。 分区平衡原则，即不同供电区域的无功交换应控制在合理水平，应使本地无功需求和发电厂及无功补偿设备无功出力之间相平衡，减少区域间无功交换。（2）无功不到送 小负荷方式下应避免低压电网通过变压器想高压电网到送无功电力，如有必要可考虑适当投入低压电抗器。 电力用户和公用配电变压器装设的各种无功补偿设备应能按照无功需求及时调整无功出力，防止向系统到送无功电力。（3）功率因素满足要求。采取无功补偿措施后，110kV和220kV变压器母线侧功率因数应不低于0 .95，10kV配电变压器的低压侧功率因数应在0 .98～1 .0范围内。用户侧装设可投切电容器后，要求低压母线功率因数不低于0 .95。（4）电压偏差满足要求。采取无功补偿措施后，各节点电压应控制在限值范围内（各城市电网根据本地区情况确定具体各电压等级电压偏差范围要求）。（5）各电压等级电网理论线损应适当降低。采取无功补偿措施后，各电压等级电网理论线损应适当降低（各城市电网根据本地区情况确定具体各电压等级电网理论线损率降低目标要求）。3 无功电压优化规划数学模型本次讨论的无功补偿仅指对电压的控制作用，即以容性、感性无功容量和变压器分接头为控制变量，电压为被控制变量，对不同的目标需要不同的补偿电容量、电感量和有载调压变压器的配合。3.1 目标函数（1）网损最小用投切补偿电容器及有载调压变压器分接头来达到电网运行网损 最小，即 （1）式中 。 n为电网总节点数，、为节点 i、j的电压， 为节点 i、j之间的电导，为i、j之间的相角差， k为电容补偿节点数， M为有载调压变压器台数， 为节点j的补偿电容增量，为i号有载调压变压器的分接头增量，为网损对节点补偿电容的灵敏度，为网损对有载调压变压器分接头的灵敏度。（2）补偿电容量最小 （2）式中为节点i的补偿电容量；系数为1（以补偿电容量为目标函数时）或为 （以补偿费用为目标函数，补偿点 的单位补偿容量的费用）。（3）综合经济效益最好从经济角度来评价无功和电压优化效果，就是将无功补偿后的网损减小、设备投资费、银行贷款利息、能源成本、折旧费用和电费分时计算都综合考虑在内。 （3）3.2 约束方程 所谓优化就是指在一定的约束条件下使目标函数达到最优。对控制量：电容量、电感量和变压器可调分接头都是有限的；被控制量：配电网中各点电压、各条线路的电流必须在规定的允许范围之内。即：
4 结论 无功电源应和有功电源一样，从规划着手包括无功优化配置规划和自动化规划(无功电压优化控制)，而且要作到局部服从全网，全网照顾局部；一方面要增加投入，另一方面要充分发挥现有网上无功控制设备(包括电容器、静止补偿器、有载调压变压器、电抗器等)；上级和下级协调，分散和集中相结合，使网上各级电压达到要求而无功潮流最小。国网文件最后在附件部分明确指出；“对于可能引起电压稳定问题的严重故障形式，应提出相应的电压无功控制措施，重点考虑地方电源故障条件下能够满足电压支撑能力的最少开机方式。如果地方电源的装机容量不能满足故障条件下对电网电压的支撑要求，则应考虑建议适当增加地方电源的装机容量，或装设动态无功补偿装置STATCOM或SVC装置，以提高无功电压支撑能力”。无疑这将对我国电力自动化设备制造厂家来说存在巨大商机，随着我国电器设备制造技术的进步和电网自动化技术的快速发展，实现无功/电压最优控制的前景是乐观的。
参考文献[1] 关于重点城市电网“十一五”无功规划报告编制工作的通知.北京.国家电网公司.2006.[2] 陈章潮,顾洁.配电网规划及自动化.电网技术.1995(19)12.[3] 电力系统设计技术规程.北京.水利电力出版社.1985.作者简介：姚金雄（1979-），男，工学硕士，研究方向为电力系统规划与运行.安防之家专注于各种家居的安防,监控,防盗,安防监控,安防器材,安防设备的新闻资讯和O2O电商导购服务，敬请登陆安防之家：http://anfang.jc68.com/
