配電網無功優化控制原理研討

鄭燕

【摘 要】本文先分析了我國的配電網絡無功控制的基本概念和意義，解釋了具體的配電網無功化控制對電網的影響。然后再具體的解釋了無功化控制的幾種基本方法，結合當前的形式和現實做出了理性的分析，為這一科學技術的發展提供了一定的參考作用。

【關鍵詞】配電網；無功優化；方法

一、 配電網無功化控制原理的基本概念和意義

（一）配電網的無功損耗

各種用電設備，比如一些小功率的白熾燈和照明設備等，它們在工作時只消耗有功功率。但是大多數的大型設備，類似于電機等工業設備和農業設備在消耗有功功率的同時還要消耗無功功率。所以，很多用電設備都是以大概0.6到0.9的滯后功率運行。配電網消耗無功功率的主要設備是配電變壓器，雖然單個的變壓器消耗的功率幾乎可以忽略不計，但是整個配電網絡中，其消耗的總和是極其可觀的。所以，對電網的優化就主要體現在如何將無功損耗最大程度的降低，來達到既定目標。

（二） 配電網的無功補償

無功功率在整個供電系統中有著十分重要的地位，供電系統在運作時，負載和網絡元件也消耗無功功率，如果這部分無功功率也有發電機長距離的輸送很明顯是不合理的。所以，在消耗無功功率的地方也使之產生無功功率，這就是無功功率的就地補償。無功補償的目的是減小能耗，采取分散和集中結合的方式，來控制電壓。具體的措施就是在產生無功功率的地方增加無功設備，讓其產生消耗所需要的無功功率。以此來達到減小能耗的目的。

（三） 配電網無功優化控制的意義

在電力系統當中，電壓是衡量電能質量的一個重要要標準。電壓偏大或偏小對整個電網都有不利的影響，不光是影響國家的電力系統的安全和穩定，還影響廣大居民的正常生產和生活。影響電壓的最主要因素就是無功功率，當電壓發生變化時，配電網必須有足夠的無功電源和強大的調節能力，否則就必須增加無功補償設備，以達到調節電壓穩定的目的。配電網無功優化的控制還很大程度上影響著電壓及線路損耗，決定著配電網的電能質量。 由此可見，無功優化控制在對電壓穩定的調節上有著重大的作用，必須加快配電網優化無功控制的步伐。否則，配電網的經濟運行將受到極大的考驗，使大部分能源消耗在沒有意義的地方，無法直接產生經濟效益，因此必須優化自身的電網建設和管理水平。

二、配電網無功化控制的基本方法

（一）無功優化經典法

無功優化經典法的原理是通過建立拉格朗日數學函數，然后根據客觀的條件分析其極值，最后根據最優無功化控制的網損微增率導出最優值。無功優化經典法雖然方便、簡單、快捷而且利于具體操作，但是在安全方面的考慮略顯不足，存在一定的安全隱患，無法整體的聯系約束問題。無功優化經典法是一種相對較為傳統的方法，其適用性很強，操作的步驟和過程也很簡單，在配電網無功優化探索的初期最能廣泛的應用于實際的生產和生活，對初期配電網無功優化控制基礎的奠定有著不可替代的作用。我國的電網無功優化也主要應用這一原理對無功功率進行優化，以達到合理分配，理性應用，進而從總體上達到我國的國家電網無功化優化的目的。

（二）線性規劃法和非線性規劃法的原理

線性規劃法和非線性規劃法在原理上是相對立的，但是在實際的應用當中確是密不可分的，只有有效的結合兩者在不同方面的應用，才能夠有效、統一的優化無功化控制。線性規劃的收斂是及其可靠的，而且對約束的適應性也很高，相對的計算也特別迅速。然而非線性模型的建立能夠最大程度的提高計算的精度，對于特殊的要求也能滿足，在精確的計算和分析時有著重要的作用。對比線性和非線性規劃，兩者的優缺點很明顯，線性規劃的缺陷來源于對考慮對象的減少，同時卻缺乏對精度的追求。非線性規劃不考慮變量的斂散性，能夠最大程度的平衡電壓的輸入和輸出問題，但是對計算要求過高，往往需要極高的計算機配置，速度相對較慢，甚至還會出現搜索方向不對的問題。在具體的操作和分配電網無功優化時，線性和非線性的選擇很重要，需要針對具體的情況和實際的要求，理性分析兩者的優缺點，然后進行有效的結合，在不同的適用方面合理的分配，最大程度的發揮兩者的優點，相互彌補彼此的缺陷，這樣才能發揮線性規劃和非線性規劃的作用，優化配電網無功化控制。

（三）模糊優化法

相對比傳統的配電網無功優化控制，當前的模糊控制法是伴隨著傳統的優化控制原理不斷進步誕生的。較早時候的配電網無功優化控制不斷的探索和進步，力求數據化、整體化。理論化的解決實際問題，但是在操作時卻總是伴隨著各種各樣的問題，具體的就表現在有些領域和方面的數據波動和誤差較大，在進行測量和分析時得不到最精確的原始數據，很難進一步的發展。模糊優化法也就伴隨這問題的出現應用而生，根據模糊集理論的根本原理就是考慮實際情況的影響，在具體的操作中體現出尊重現實問題的原則。模糊法其實是理論數集和邏輯數集的交集，對于約束和目標的現實函數有著很強的邏輯性和實用性。應用模糊優化法以后，很明顯的減小了無功功率，優化了電網的控制，提高了配電網的電壓質量。對于模糊優化法自身而言，強調智能化，數據的要求較小，計算的速度很明顯的強于傳統的模糊法。但是，同時也存在著分析問題的局限性，對于精確度的追求不夠高的問題，還有很大的發展空間。

三、 結語

配電網無功優化控制原理的研究是一個相對較為先進的科技研究，在我國的發展空間極大，應用程度也有待提高。同時，配電網的無功優化卻有著及其重要的意義和作用。在目前的國際形勢下，電網的優化控制能夠很好的節省能源，減小無功損耗，對可持續發展道路的奠定有著重大意義。

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