配电网无功优化控制原理研讨

郑燕

【摘 要】本文先分析了我国的配电网络无功控制的基本概念和意义，解释了具体的配电网无功化控制对电网的影响。然后再具体的解释了无功化控制的几种基本方法，结合当前的形式和现实做出了理性的分析，为这一科学技术的发展提供了一定的参考作用。

【关键词】配电网；无功优化；方法

一、 配电网无功化控制原理的基本概念和意义

（一）配电网的无功损耗

各种用电设备，比如一些小功率的白炽灯和照明设备等，它们在工作时只消耗有功功率。但是大多数的大型设备，类似于电机等工业设备和农业设备在消耗有功功率的同时还要消耗无功功率。所以，很多用电设备都是以大概0.6到0.9的滞后功率运行。配电网消耗无功功率的主要设备是配电变压器，虽然单个的变压器消耗的功率几乎可以忽略不计，但是整个配电网络中，其消耗的总和是极其可观的。所以，对电网的优化就主要体现在如何将无功损耗最大程度的降低，来达到既定目标。

（二） 配电网的无功补偿

无功功率在整个供电系统中有着十分重要的地位，供电系统在运作时，负载和网络元件也消耗无功功率，如果这部分无功功率也有发电机长距离的输送很明显是不合理的。所以，在消耗无功功率的地方也使之产生无功功率，这就是无功功率的就地补偿。无功补偿的目的是减小能耗，采取分散和集中结合的方式，来控制电压。具体的措施就是在产生无功功率的地方增加无功设备，让其产生消耗所需要的无功功率。以此来达到减小能耗的目的。

（三） 配电网无功优化控制的意义

在电力系统当中，电压是衡量电能质量的一个重要要标准。电压偏大或偏小对整个电网都有不利的影响，不光是影响国家的电力系统的安全和稳定，还影响广大居民的正常生产和生活。影响电压的最主要因素就是无功功率，当电压发生变化时，配电网必须有足够的无功电源和强大的调节能力，否则就必须增加无功补偿设备，以达到调节电压稳定的目的。配电网无功优化的控制还很大程度上影响着电压及线路损耗，决定着配电网的电能质量。 由此可见，无功优化控制在对电压稳定的调节上有着重大的作用，必须加快配电网优化无功控制的步伐。否则，配电网的经济运行将受到极大的考验，使大部分能源消耗在没有意义的地方，无法直接产生经济效益，因此必须优化自身的电网建设和管理水平。

二、配电网无功化控制的基本方法

（一）无功优化经典法

无功优化经典法的原理是通过建立拉格朗日数学函数，然后根据客观的条件分析其极值，最后根据最优无功化控制的网损微增率导出最优值。无功优化经典法虽然方便、简单、快捷而且利于具体操作，但是在安全方面的考虑略显不足，存在一定的安全隐患，无法整体的联系约束问题。无功优化经典法是一种相对较为传统的方法，其适用性很强，操作的步骤和过程也很简单，在配电网无功优化探索的初期最能广泛的应用于实际的生产和生活，对初期配电网无功优化控制基础的奠定有着不可替代的作用。我国的电网无功优化也主要应用这一原理对无功功率进行优化，以达到合理分配，理性应用，进而从总体上达到我国的国家电网无功化优化的目的。

（二）线性规划法和非线性规划法的原理

线性规划法和非线性规划法在原理上是相对立的，但是在实际的应用当中确是密不可分的，只有有效的结合两者在不同方面的应用，才能够有效、统一的优化无功化控制。线性规划的收敛是及其可靠的，而且对约束的适应性也很高，相对的计算也特别迅速。然而非线性模型的建立能够最大程度的提高计算的精度，对于特殊的要求也能满足，在精确的计算和分析时有着重要的作用。对比线性和非线性规划，两者的优缺点很明显，线性规划的缺陷来源于对考虑对象的减少，同时却缺乏对精度的追求。非线性规划不考虑变量的敛散性，能够最大程度的平衡电压的输入和输出问题，但是对计算要求过高，往往需要极高的计算机配置，速度相对较慢，甚至还会出现搜索方向不对的问题。在具体的操作和分配电网无功优化时，线性和非线性的选择很重要，需要针对具体的情况和实际的要求，理性分析两者的优缺点，然后进行有效的结合，在不同的适用方面合理的分配，最大程度的发挥两者的优点，相互弥补彼此的缺陷，这样才能发挥线性规划和非线性规划的作用，优化配电网无功化控制。

（三）模糊优化法

相对比传统的配电网无功优化控制，当前的模糊控制法是伴隨着传统的优化控制原理不断进步诞生的。较早时候的配电网无功优化控制不断的探索和进步，力求数据化、整体化。理论化的解决实际问题，但是在操作时却总是伴随着各种各样的问题，具体的就表现在有些领域和方面的数据波动和误差较大，在进行测量和分析时得不到最精确的原始数据，很难进一步的发展。模糊优化法也就伴随这问题的出现应用而生，根据模糊集理论的根本原理就是考虑实际情况的影响，在具体的操作中体现出尊重现实问题的原则。模糊法其实是理论数集和逻辑数集的交集，对于约束和目标的现实函数有着很强的逻辑性和实用性。应用模糊优化法以后，很明显的减小了无功功率，优化了电网的控制，提高了配电网的电压质量。对于模糊优化法自身而言，强调智能化，数据的要求较小，计算的速度很明显的强于传统的模糊法。但是，同时也存在着分析问题的局限性，对于精确度的追求不够高的问题，还有很大的发展空间。

三、 结语

配电网无功优化控制原理的研究是一个相对较为先进的科技研究，在我国的发展空间极大，应用程度也有待提高。同时，配电网的无功优化却有着及其重要的意义和作用。在目前的国际形势下，电网的优化控制能够很好的节省能源，减小无功损耗，对可持续发展道路的奠定有着重大意义。

参考文献：

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