電力系統(tǒng)無功補償點及其補償容量的確定馬昱璞摘要：在電力系統(tǒng)中，我國電網(wǎng)能夠承受的容量和負荷是具有一定限度的，無論哪一個電力系統(tǒng)都是如此。伴隨著電網(wǎng)負荷的增加電網(wǎng)容量的增加，我國電網(wǎng)安全問題和經(jīng)濟性問題受到人們的關注，想要降低電網(wǎng)的無功損耗，提高電網(wǎng)的運行效率和質(zhì)量，各大電力部門在不斷的嘗試和努力?；诖耍瑹o功補償點的確定以及容量的優(yōu)化成了電力系統(tǒng)工作者專門研究的問題，進而保證供電質(zhì)量和安全。以此來不斷精化無功補償點和補償容量，尋找更為正確的補償方式。關鍵字：電力系統(tǒng)；無功補償點；補償容量；確定引言電力系統(tǒng)中無功功率補償點和補償容量的確定是保證電力系統(tǒng)安全有效運行的關鍵因素，因此合理的選擇電力系統(tǒng)無功補償能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)無功電源起到合理的配置，促進電壓水平的有效維持，進而提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性,同時能夠避免無功的遠距離傳輸，降低有功網(wǎng)損和無功網(wǎng)損，促使電力系統(tǒng)能夠得到更高的經(jīng)濟效益。對電力系統(tǒng)的無功規(guī)劃主要包含兩個內(nèi)容，首先是無功補償點的確定.其二補償容量的確定。一、 電力系統(tǒng)無功補償?shù)囊饬x隨著社會的發(fā)展，科技的進步，我國用電量需求不斷增多，越來越多的家用電器以及大型用電設備會導致電力系統(tǒng)的功率因素降低，因此在電力系統(tǒng)供電過程中電虹爐、電壓器等多種大型設備消耗的無功功率較大導致電網(wǎng)的存在一系列問題影響輸電的效率和質(zhì)量。就好比無功功率在網(wǎng)絡中的輸送會促使電流變量也會直接影響導線和設備的容量，進而增加電力系統(tǒng)的一系列成本。其次，針對二次回收的測量機構尺寸和規(guī)格也在增加相應提高了成本。一旦輸送的電流增大也會引起設備和線路的有功損耗增加，造成電力系統(tǒng)的效率降低影響電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性和安全性。最后電力系統(tǒng)的正常運行是一個動態(tài)的平衡系統(tǒng)，主要有無功功率的平衡。一旦無功功率出現(xiàn)不足時主要由于發(fā)電機的工作點超過上限，必然會影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性運行。因此，電力系統(tǒng)無功補償點的確定和補償容量的確定能夠帶動電力系統(tǒng)的有效穩(wěn)定運行，促進電力系統(tǒng)的健康發(fā)展。二、 無功補償點的確定（一）電力系統(tǒng)電壓保持穩(wěn)定時的約束條件將潮流功率的方向設置為S（送端）--R（受端）,然后將電路進行簡化。主要把靜態(tài)電壓穩(wěn)定時作為根本，計算兩個功率圓的標準形式，如下：[URX-Us/2]2+[Ury+（b/2g）Us]2=Us2/4+b2Us2/4g2-PRS/g[URS-Us/2]2+[Ury+（g/2b）Us]2=Us2/4+g2Us2/4b2-QRS/b此時，兩個圓的圓心為Op、Oq的坐標分別為：OP[Us/2,-bUs/2g]>OQ[Us/2,gUs/2b]兩個圓心的半徑分別是：rP=VUs2/4+b2Us2/4g2-PRS/grQ=VUs2/4+g2Us2/4b2-PRS/b兩圓心之間的距離則用D表示：D=（g2+b2）/2gb?Us兩功率圓相交和相切時的情況如下圖：（二）無功裕度結合電力系統(tǒng)工作的內(nèi)容及其特點來看，如果出現(xiàn)載荷超過某一臨界值的時候，電壓則會出現(xiàn)崩潰現(xiàn)象。與此同時，在滿足電壓穩(wěn)定的時候，也需要滿足rP>0,rQ>0,rP+rQ>Do無功裕度主要是指在靜態(tài)電壓穩(wěn)定的狀態(tài)下，電力系統(tǒng)工作點與臨界崩潰電壓二者間的電氣距離。就相當于，用下面公式來表示：QRPM=rP+rQ-D（三）無功裕度的計算過程根據(jù)無功補償容量和無功裕度來說，他們兩者是相反的存在。如果無功裕度較低時，無功補償容量就越高。那么想要從根本上增強無功裕度的準確性，可以利用科學、合理的方式進行選擇無功補償點。此外，當計算無功裕度的時候，主要借助以下兒種方式進行：1、首先依靠電力系統(tǒng)本身結合結構的特點以及線路的參數(shù)對其電網(wǎng)中的潮流進行合理的計算，然后得出不同節(jié)點的電壓和功率。2、結合第二段落中第一小節(jié)的公司計算出不同的節(jié)點rP、rQ、D的值。3、結合網(wǎng)絡拓撲，依幕無功裕度的相關定義和公司計算每個節(jié)點的無功裕度值，然后根據(jù)相應的規(guī)律進行排列組合。4、通常來說，根據(jù)已經(jīng)計算得到的相關數(shù)值，按照從大到小的順序進行排列然后根據(jù)順序的排列釆取相應的無功裕度的補償措施。三、補償容量的確定（一）混合改進遺傳算法根據(jù)無功優(yōu)化的特點，H前可以結合混合改進的遺傳算法。所謂混合改進遺傳算法主要結合了改進遺傳以及二階傳統(tǒng)搜索技術，用改進遺傳算法作為一階搜索可以在有效的時間內(nèi)找到可行域，借用優(yōu)化的二階局部搜索方法可以逐漸的減少可行域，進而達到較為準確的全局方式。首先需要編碼，基于無功優(yōu)化問題的特點，利用浮點數(shù)編碼的方式主要將個體的每個基因用變量取值范圍內(nèi)的一個浮點數(shù)來表示個體的編碼長度，就相當于控制變量的個數(shù)。其次是選擇，選擇是自然進化特色的有效操作之一。它主要通過所有附帶中選取部分個體組成繁殖庫的過程，它可以建立在對個體的適應度評價的根本上，同時還可以直接關聯(lián)到收斂速度的問題。也可以從附帶中隨機選取兩個或多個個體參與競爭，然后保留優(yōu)秀的個體、淘汰較差的個體。這樣一來，形成了優(yōu)勝劣汰的現(xiàn)象。其三是交義、變異。針對遺傳算法中。交叉率PC和交異率PM是影響遺傳算法性能的主要因素,它可以直接影響著算法的收斂性，主要的思想是PC、PM能夠隨著適應度自動發(fā)生改變。如果出現(xiàn)個體適應度趨向于一次性或者局部優(yōu)化時，PC和PM在一定程度上增加。而當群體適應度較為分散時，PC和PM適當減少。如果適應值高于群體平均值的個體對應較低的PC和PM,我們應該保護到下一代，保證適應值低于群體平均值的個體，他是相對于較高的PC、PM,該解應該淘汰。最后是算法終止判據(jù)，可以利用最大遺傳代數(shù)和最優(yōu)個體適應值相結合的宗旨，在給定的遺傳代數(shù)限定范圍內(nèi)來搜索最優(yōu)解，然后確定該解經(jīng)過多次的運算達到最優(yōu)，則退出凈化，一定要滿足到最優(yōu)個體最小保留代數(shù)才能成功。一旦最大遺傳代數(shù)N限定范圍內(nèi)沒有滿足最優(yōu)個體最強保留代數(shù)的解，那么需要輸出當前的最優(yōu)解。（二）二階算法經(jīng)過了一階算法后可以結合二階算法搜索領域逐漸縮小，才能夠保證結果的精確度，因此以一階算法后獲得的最優(yōu)值作為二階算法的初始值，然后進行優(yōu)化搜索。同一階算法來說，二階算法更具實用性和優(yōu)越性，它明顯優(yōu)于局部搜索能力，二階算法更有局部搜索能力，容易獲得全局的最優(yōu)值。四?小結綜上所述，根據(jù)本文提供的電力系統(tǒng)無功補償點和補償容量的確定的方式簡單并且容易計?算，通過此項方法可以找到電力系統(tǒng)無功源最佳配置的補償點，然后結合混合改進的遺傳方法計算出各個補償點的無功補償容量。因此可以在電力市場中大力推行，提升電力市