浅析电力系统无功功率及电压控制
电力系统的电压与无功功率
沿线路各点电压的变化
我国规定的电压偏移范围
35kV及以上电压供电的负荷： ±5%
10kV及以下电压供电的负荷： ±7%
低压照明负荷：
+5%～-10%
农村电网
正常运行情况：
+7.5%～-10%
事故运行情况：
+10%～-15%
电压调整的基点-无功功率
①电压损耗近似等于电压降落的纵分量 △U； ②△U可以分解成电阻电压损耗分量PR/U和电抗 电压损耗分量QX/U ③减小无功功率的输送可降低电压损耗。
输电线路的无功损耗
输电线路的π型等值电路
2 P +2Q Q L = 2 X =
U1
P2 +Q 2 2X U2
QB =
B 2
2 (U1 +U 2 )
线路的无功总损耗为
2 P +2Q
U2 1 +U2
Q L+Q B = 2 X
B
U1
2
一般情况下，220kV系统，线路长度100km以内，呈 感性，消耗无功功率；300km左右，呈电阻性，不 消耗无功功率；大于300km时，呈容性，提供无功 功率。
在额定电压附近，电动 机的无功功率随电压的 升降而增减。
当电压明显低于额定值 时，无功功率主要由漏 抗中的无功损耗决定， 随电压下降反而具有上 升的性质。
图5-24 异步电动机的无功功率与端电压的关系
㈡发电机的无功功率―电压静态特性
定义：发电机输出的无功功率与电压变 化关系的曲线。 对于一个简单电力系统，原理图与等值 电路图如下图所示
三、电力系统的无功功率
（一）无功负荷和无功损耗功率 （二）无功电源 （三）无功功率的平衡方程
电网调度运行中无功功率和电压问题分析
电网调度运行中无功功率和电压问题分析1.国网山西省电力公司太原供电公司2.国网山西省电力公司检修分公司摘要：电网调度运行中做好无功功率和电压控制调节工作，是实现电网运行优化目标的关键措施。
文章首先对电网调度运行中的无功功率和电压控制要求进行分析，进而分别探讨无功功率与电压的控制调节技术，以期为电网调度运行管理提供参考，提升电网运行的稳定性及供电质量。
关键词：电网调度运行；无功功率；电压问题0引言电网调度作为电力系统运行管理中的重点工作，对一定供电范围区域内的供电质量有直接影响。
在电网的实际运行过程中，可能会受到多方面因素的干扰，出现无功功率电源不足、电压不稳定、负荷不平衡等问题。
因此，必须采取有效的控制调节措施，实现对无功功率和电压参数的实时监测和有效控制。
1电网调度运行中无功功率和电压的控制要求为了满足电网运行安全性、稳定性、供电质量等方面的要求，电力企业已经建立了较为完善的电网调度运行管理制度。
在电网运行过程中，调度人员需要在电力系统中设置无功补偿设备，并对其性能和容量等进行检查。
根据电网运行方式，合理配置无功补偿设备，根据运行调试结果，判断是否能够满足电网稳定运行的要求。
在此过程中，需要同时对电力系统的静态特征和动态特征进行观测，如果发现电网运行稳定性较差，还需要对其进行进一步调整，避免因无功功率和电压变化问题，影响电网运行质量。
在电网中设置无功补偿设备的主要作用是通过与其他设备连接，补偿无功消耗，避免出现电压崩溃等现象，满足电力设备运行的实际需求。
另外，电网调度运行中的无功功率和电压控制，还要满足降低电能损耗方面的要求，通过加强对母线和功率因数等的控制，优化电网的整体运行效果。
2电网调度运行中的无功功率控制技术研究2.1负荷分段控制无功功率损耗影响电网运行质量的一个主要因素，目前关于无功功率控制技术的研究成功较多，在实际应用过程中也取得了良好的效果。
根据电力系统的调度运行特点，由于在电网中存在许多负荷节点，而且负荷节点会发生变化，要对其无功功率进行精准控制难度较高。
第四章电力系统电压调整和无功功率控制技术
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解：最大负荷归到高压侧
U' 2max
89.37(KV)
最小负荷归到高压侧
U' 2min
105.61(KV)
P.111
① 选择变比 最小负荷
Ut
U' 2min
U2min
U2N
105.6111 110.69(KV) 10.5
规格化
取110+0%抽头
K
110 10
)
补偿前后相同 U1，可得
XC
U2c Q
U2c
U2
PR QX U2c
PR QX U2
有多种（串并联组成）
补偿度
Kc
xC xL
一般1-4
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m
n
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有例题 P.113
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“串补”与“并补” “四”与“三”都可以提高 U2，减小有功损耗
“串补”： 直接减小U 提高U2
过激运行：向系统提供感性无功功率 欠激运行：从系统吸收感性无功功率
大小 改变励磁 →平滑改变无功 方向
实现调压
输出无功功率随端压的下降而增加
同步电动机：过激运行时向系统提供感性无功
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⑶ 并联电容器 （吸收容性无功，即发出感性无功）
Qc
U2
Xc
U 2C
➢集中使用，分散使用; ➢分相补偿; ➢随时投入（切除）;
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电力系统的无功功率电源
⑴ 同步发电机 （唯一的有功电源，也是基本的无功电源）
发电机的P-Q曲线：输出P与Q的关系 P(MW)
浅谈电力系统的无功功率和电压控制
浅谈电力系统的无功功率和电压控制作者：张劲松来源：《城市建设理论研究》2013年第31期摘要:由电力系统的供电的典型负荷节点由许多装置所组成。
这种组成随日期、随季节和气候的变化而不同。
通常负荷节点的负荷特性是吸收无功功率的，复合负荷的有功功率和无功功率都是电压幅值的函数。
具有低的滞后功率因数的负荷使传输网络有大的电压降落，因而供电也不经济，对于工业用户，无功功率通常和有功功率一样要计费，这就鼓励企业通过使用并联电容器来提高负荷功率因数。
关键词: 无功功率的传输；高压母线电压；电力系统中图分类号：F470.6 文献标识码：A引言: 经济社会快速发展，要求电力能源的持续供应。
而近年来我国的快速建设和对节能环保的更高要求，需要电力系统更加注重电能质量和经济性。
由于我国的电力生产主要依靠以煤为代表的化石类不可再生资源，电能的节约就意味着资源的节约和碳排放的降低。
因此电力系统要从各个环节着手，减少无功功率损失，提高经济性，其中，电压控制和无功补偿是重要手段。
为了调节无功功率，同时提高电压稳定性，电力系统在发电厂、变电站、用户侧均布置了无功补偿设备。
1.无功功率的传输电力系统的有功功率都是由发电机发出的，经过升压、传输、降压输送给用户使用；而系统的无功功率既可以由发电机发出，也可以通过补偿设备发出。
系统中的感性元件，如异步电动机、输电线路、变压器等都需要消耗无功功率，因此网络中必然存在无功功率的输出。
展示了一个简单系统中功率的传输，中间的阻抗元件既可以理解为线路，又可以理解为变压器。
由于线路(变压器)阻抗的存在，且线路(变压器)两侧系统都难以独自达到功率的平衡，因此在线路传输有功功率的同时，必然存在无功功率的传输与消耗。
考虑Z中的电阻分量，可以得到有功功率与无功功率在传输中的损耗：P=PPN=AQocosotAQ Qu-Q~AQosinct式中，aQ。
为不考虑Z中阻抗分量时的无功消耗；n为线路(变压器)的阻抗角。
电力系统中的电压无功控制
电力系统中的电压无功控制电力系统中的电压控制是电力系统稳定运行的重要保证，无功控制是其中的关键环节。
无功功率是指与电流的相位差有关的功率，其作用是维持系统的电压稳定、电线电缆的电磁场稳定和传输线路的容量。
因此，控制无功功率的大小和方向，不仅可以维持系统稳定，而且可以减少能源损耗和电能浪费。
电网的电压水平一直是电力系统稳定运行的一个重要因素，因为如果没有正确的电压控制，电力系统中将会出现过高或过低的电压，从而导致电力设备的损坏，并且可能会产生电力质量问题。
为了保持电力系统的稳定运行，必须控制系统中的无功功率，以维持系统电压的正常水平。
这时，电力系统的无功控制技术就显得尤为重要。
在电力系统的运行中，无功功率通常通过静态无功补偿设备或者动态无功补偿设备来控制。
静态无功补偿设备是通过电容器或电抗器改变电路的无功功率，从而达到有效的电压控制。
而动态无功补偿设备可以通过电子开关控制，能够实现更加精确的电力控制。
常见的静态无功补偿设备包括：单相及三相的电容器、电感器、电抗器和电容电抗混合补偿装置等。
常见的动态无功补偿设备包括：静止型无功补偿器、静止型同步补偿器、STATCOM等。
无论是静态无功补偿设备还是动态无功补偿设备，其本质上都是对系统中的无功功率进行控制。
在研究无功控制技术时，需要考虑诸如电压调节设备、无功补偿设备等因素的影响，并实现在不同操作条件下的无功控制。
此外，根据系统的类型和运行状态，需要采用不同的无功控制策略，以满足电力系统的需求。
一般来说，常见的无功控制策略包括：恒定无功控制、可调无功控制和动态无功控制。
恒定无功控制是指将一定量的无功功率注入系统中，以达到稳定的电压水平；可调无功控制是可以根据系统运行的实际情况，按需调整输出的无功功率；动态无功控制则是可以实现更加精确的无功功率控制，实现准确的电压控制，特别适用于大容量负载电网的电压稳定。
在电力系统中的无功控制中，需要考虑各种因素的影响，以实现系统的最佳运行效果。
电力系统电压和无功功率控制
以负荷侧电压Ub表示，线路的电压降落（折 算到高压侧） ：
S P jQ Ub * I* Ub * (IY jIW )
U I *Z
(IY jI W ) * (R jX )
P jQ * (R jX ) Ub
PR QX j PX QR
Ub
Ub
Ub jUb
其中，Ub
PR QX Ub
/
K2
• 从上述分析可得，影响负荷端电压的因素有： ➢ 发电机端电压UG 或 Eq ➢ 变压器变比K1，K2 ➢ 负荷节点的有功、无功负荷P＋jQ
➢ 电力系统网络中的参数R＋jX
因此，为了有效控制电力系统中的电压，就可以针对 上述因素进行。其中，根据前面推导过程得出的结论，无 功功率的分布起着决定性的作用。
异步电动机的转矩 Md U 2 电炉的功率 P U 2
照明设备发光和亮度大幅度下降。 电压过高时：
电气设备绝缘受损、铁心饱和、铁损增加、 温度升高、寿命缩短。
电压闪变对用户产生不良影响。
1、电压控制的必要性
（2）电压偏移对电力系统的影响 电厂，特别是火电厂，很多辅机由电动机
驱动，电压降低会使它们的出力下降，从而影 响发电厂出力，严重时可能造成“电压崩溃”。
异步电动机负荷在电力系统无功负荷中占很大的比重， 故电力系统的无功负荷与电压的静态特性主要由异步电 动机决定。异步电动机的无功消耗为：
ห้องสมุดไป่ตู้
QL
Qm
Q
U2 Xm
I 2 X
Qm— 异步电动机激磁功率，与异步电动机的电压平方成 正比。
Qσ—异步电动机漏抗Xσ的无功损耗，与负荷电流平方成 正比。
曲线1、2的交点确定了 节 点 的 电 压 值 UA ， 电 力 系统在此电压水平下达 到无功功率平衡。
电力系统的无功功率和电压控制
若大于，则任何分接头都无法满足要求，需其他调压措施配合
双绕组升压变压器一般按高压侧的电压要求选择分接头
Ut1max
U1max U1max U 2max
Ut2
Ut1
U 2 U2
Ut2
U1 U1 Ut2 U2
Ut1min
U1min U1min Ut 2 U 2min
Ut1
Ut1max
发电机的端电压与发电机的无功功率输出密切相关，增加端电 压的同时也增加无功输出，反之，降低端电压也就减小无功输 出，因此发电机端电压的调节受发电机无功功率极限的限制。 发电机有功出力较小时，无功调节范围会大些，调压能力会强 些。发电机端电压的允许调节范围为0.95~1.05UN，如果端电压 低于0.95UN，输出的最大视在功率要相应减小（小于SN）
仅当系统无功功率电源容量充足时，改变变压器变比调压才有
效。当系统无功不足、电压水平偏低时，应先装设无功功率补偿
设备，使系统无功功率容量有一定的裕度。
例5.1，p191
5.2.5 应用无功功率补偿装置调节电压
常用并联电容器、同步调相机、静止补偿器等并联无功补偿装置
减小线路和变压器输送的无功，从而减小电压损耗、提高电网电
对故障后的非正常运行方式，一般允许电压偏移较正常时大5%
5.2.3 应用发电机调节电压
应用发电机调压不需要另外增加投资。根据励磁电源的不同， 同步发电机励磁系统可分为直流机励磁系统、自励半导体励磁 系统、它励半导体励磁系统 3大类。现代发电机励磁系统都有 自动调节功能，即自动励磁调节器（AER）或自动电压调节器 （AVR），通过改变励磁调节器的电压整定值，自动控制励磁 电流，即发电机空载电势，实现发电机端电压的闭环控制。
浅谈电力系统无功功率的平衡与电压调整
浅谈电力系统无功功率的平衡与电压调整电力系统的电压是否能够保持稳定是保证供电质量的有效保证之一，如果电力系统内部的电压的波动性能过高的话，将会给电力系统带来不利的影响，对用户的正常用电也会带来一定的干扰。
针对这样的情况，就需要电力系统在保证给电力用户所提供的电压的过程之中不能偏离实际设定的电压的额定值太远。
与此同时，由于整个电力系统是一个庞大的系统，这个系统内部存在有很多的电力节点，这就导致整个电力系统之中的电压负荷分布的很不均匀，这些问题的产生原因就是电力系统无功功率的不平衡状态。
针对这样的问题，本文将重点分析电力系统无功功率的平衡与电压调整问题。
标签：电力系统；无功功率；平衡；电压调整；所谓电力系统无功功率平衡，顾名思义指的就是地区电力系统根据系统所制定的电源发展规划，以及电力系统的电力网发展规划进行无功功率平衡计算，使整个电力系统的无功电源所发出的无功功率可以和系统的无功负荷相平衡。
进行电力系统无功功率平衡的主要目的就在于维持各种运行方式下电力系统的电力平衡，保证整个电力系统的正常使用和运行。
在本文中，将具体的结合介绍电力系统无功功率的平衡与电压调整的重要性，介绍无功功率和电压之间的关系，并具体的被分析保证电力系统正常运行的两种手段：首先，保证电力系统的无功功率平衡；其次，进行必要的电压调整操作。
通过本文的论述，笔者一方面希望能起到抛砖引玉的作用，另一方面，希望能给相关的工作人员提供一点参考借鉴的材料。
一、进行电力系统无功功率的平衡与电压调整的重要性为了保证电力系统内部的电压的稳定性，要时常对电力系统内部的电压进行调整，以便于保证电力系统内部的电压出现偏移数值超出偏移极限的情况下，电力系统内部的各种设备和电力系统网络不会出现问题，也就可以有效的保证电力系统的供电效率，有效的保证电力系统的经济效益。
与此同时，在电力系统的电压发生改变的过程之中，各种的电力负荷的改变会产生电力系统地电机的转动速度的差异，导致电力系统内部的电流数值加大，最终导致电力系统内部的设备出现电压过高的问题。
电力系统的无功功率和电压调整
电力系统的无功功率和电压调整前言在今天的社会中，电力系统已经成为了我们日常生活中不可或缺的一部分，而电力系统中的无功功率和电压调整则是其最重要的组成部分之一。
无功功率和电压调整可以保证电力系统的正常运行和稳定性，从而保障了人们生活的安全和稳定。
本文将会针对电力系统的无功功率和电压调整进行介绍和分析。
无功功率定义无功功率是指在交流电中由于电容、电感电流的相位与电压不同而引起的电流，它不能转化为机械功或电能的功率。
虽然无功功率不能直接输出，但是在电力系统中同样是非常重要的，因为它能够影响到电力系统的正常稳定运行。
无功功率的作用在电力系统中，无功功率具有很重要的作用。
第一，无功功率能够平衡电力系统中的有功功率，从而保证电力系统的电压和频率的稳定性。
当有功功率的需求增加时，无功功率就会自动地增加以保持电力系统的稳态；而当有功功率的需求减少时，无功功率也会自动地减少。
第二，无功功率还可以改善电力系统的功率因数。
正常情况下，电力系统的功率因数应该在0.8至1之间，但有些设备如电容器和电感器等会使功率因数发生变化。
而通过对无功功率的调整，我们就可以将功率因数调整到正常范围内，从而保证电力系统的正常运行。
无功功率的调整方法一般来说，无功功率的调整主要有以下几种方法：•静态无功发生器。
静态无功发生器是通过静态电子管将直流电分解成交流电来产生无功功率的。
它具有无机械运动、静音、响应快等优点，因此得到了广泛应用。
•动态无功补偿设备。
动态无功补偿设备可以根据负载状况自动调整无功功率，从而保持电网的稳定性。
这种设备具有响应时间快、可控性强等优点，在大型电力系统中尤为重要。
•磁流控制器。
磁流控制器是利用变压器的饱和磁路特性，通过控制原边电流和二次电流的相位差，调节负载电流，从而达到调整无功功率的目的。
电压调整定义电压调整是指对电力系统电压的控制和调节。
在电力系统中，电压的稳定性对于保证电网正常运行是非常重要的。
如果电压过高或者过低，都会对电力系统的正常运行产生不利的影响。
电力系统无功功率平衡和电压调整
无功补偿装置的应用场景和效果
高峰负荷时段
提高电压稳定性，减少电压波动和闪变现象。
电网故障时
快速响应无功功率变化，维持系统电压稳定。
风电、光伏等新能源接入
平滑新能源发电的功率输出波动，提高并网性能。
工业园区和大型建筑物
降低能耗，提高供电质量。
电力系统无功功率平衡和电 压调整
目 录
• 电力系统无功功率平衡 • 电压调整的原理和方法 • 电力系统无功补偿装置 • 电力系统无功管理和优化 • 电力系统电压稳定性和控制 • 电力系统无功功率平衡和电压调整的未来发展
01
电力系统无功功率平衡
无功功率的产生和影响
无功功率的产生
在电力系统中，电动机、变压器等感 性负载需要消耗无功功率来建立磁场 ，以实现能量的转换和传输。
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THANKS
06
电力系统无功功率平衡和 电压调整的未来发展
新能源并网对无功功率平衡和电压调整的影响
01
新能源并网将增加电力系统的复杂性和不确定性，对无功功率 平衡和电压调整带来挑战。
02
新能源并网将促进无功功率平衡和电压调整技术的发展，推动
电力系统向更加智能化、高效化的方向发展。
新能源并网将促进电力系统的优化配置，提高电力系统的可靠
电压波动可能导致电力设备过载或欠载，影响 其正常运行和寿命。
对用户设备的影响
电压波动可能导致用户设备工作异常，影响生 产和生活。
对系统稳定性的影响
电压波动可能导致电力系统不稳定，甚至引发系统崩溃。
电压调整的原理
根据电力系统的无功功率平衡原理， 电压水平取决于无功功率的分布和平 衡情况。
电力系统稳态分析第5章
K
max 2U 2 R minU 2 min U 2 R maxU 2 2 2 U2 R max 2U 2 R min
(3)
1）由（3）式求变比K、 Ut1=K Ut2 ，选择分接头 2）代入（1）式求调相机容量，并选择与计算所得容量相接近的标准调相 机容量。
5.2.6 线路串联电容补偿改善电压质量
QC U 2 R max X max 2 U2 U 2 R max K K (1)
最小负荷下，调相机吸收额定容量一半的感性无功功率
U 1 QC 2 R min 2 X min 2 U2 U 2 R min K K (2)
联立求解，得变比：
UC
为满足U A 上限的U C
UC
为满足U A 上限的U C
中枢点
U CA
A
不可控
为满足U B下限的U C
C U CB B
0
为满足U B下限的U C
(时) (时)
8
16
24
0
8
16
24
5.2.2 中枢点电压管理（续1）
•
中枢点调压方式：
– 逆调压：高峰负荷时，将中枢点电压调高（限值 105%UN）；低谷负荷时，将中枢点电压调低（限值UN ）。 适合于大型网络、供电线路较长、负荷波动较大的情况。 – 顺调压：高峰负荷时，允许中枢点电压有所降低（限值 102.5%UN）；低谷负荷时，允许中枢点电压有所升高（限 值107.5%UN ）。适合于小型网络、供电线路不长、负荷 波动不大的情况。 – 常调压：在任何负荷下，保持中枢点电压为一基本不变 的值（102%~105% UN ）。适合于中型网络、负荷变动较 小、线路上的电压损耗也较小的情况。
电力系统无功功率和电压的关系
电力系统无功功率和电压控制孙兵指导老师石砦论文摘要：探讨电力系统无功功率与电压稳定性的关系，无功功率的产生和吸收，无功功率的补偿，电压和频率是衡量电能质量的重要指标，无功功率是直接影响电压质量的因素。
关键词：电力系统；无功功率；电压控制0 引言电力系统能够有效和可靠的运行，就要求电压和无功功率的控制满足以下面条件：0.1系统中有所有装置的在端电压应在可接受的限制内。
0.2为保证最大限度利用输电系统，应加强系统稳定性。
0.3应使无功功率传输最小。
1 无功功率的产生和吸收电力系统的无功功率的产生除了同步电机外，还有静电电容器、静止无功补偿器以及静止无功发生器，这四种装置又称为无功补偿装置。
除电容器外，其余几种既能吸收容性无功又能吸收感性无功。
同步发电机可以产生或吸收无功功率，这取决于其励磁情况。
当过励时产生无功功率，当欠励时吸收无功功率。
架空线路产生或吸收无功功率取决于负荷电流。
当负荷低于自然负荷，线路产生纯无功功率；当高于自然负荷时，线路吸收无功功率。
地下电缆，由于它们对地电容较大，因此具有较高的自然负荷。
它们通常工作在低于自然负荷情形下，因此在所有运行条件下总发生无功功率。
变压器不管其负载如何，总是吸收无功功率。
空载时，起主要作用的是并联激励电抗；满载时，起主要作用的是串联漏抗。
负荷通常吸收无功功率。
由电力系统的供电的典型负荷节点由许多装置所组成。
这种组成随日期、随季节和气候的变化而不同。
通常负荷节点的负荷特性是吸收无功功率的，复合负荷的有功功率和无功功率都是电压幅值的函数。
具有低的滞后功率因数的负荷使传输网络有大的电压降落，因而供电也不经济，对于工业用户，无功功率通常和有功功率一样要计费，这就鼓励企业通过使用并联电容器来提高负荷功率因数。
2 无功功率的补偿2.1 无功功率不足的危害：交流电力系统需要两部分能量：一部分将用于做功而被消耗掉，这部分称为“有功功率”；另一部分能量是用来建立磁场，用于交换能量使用的，对于外部电路它并没有做功，称为“无功功率”，无功是相对于有功而言，不能说无功是无用之功，没有这部分功率，就不能建立磁场，电动机，变压器等设备就不能运转。
电力系统电压和无功功率调节控制
电力系统电压和无功功率调节控制摘要：电力系统中的所有设备，都是在一定的电压和频率下工作的。
如果电压偏移过大，不仅会影响工农业生产产品的质量和产量，造成设备损坏，而且还可能引起系统性的电压崩溃，发生大面积停电事故，造成严重后果。
因此，本文对电力系统电压和无功功率调节控制进行分析，以高电压质量。
关键词：电力系统；电压；无功功率一、电力系统的电压调控在各种电压控制措施中，首先考虑发电机调压，但这是发电厂主要的调压手段；而对变配电站来说主要的调压手段是调节变压器分接头档位和无功补偿容量的投、退。
如果系统的无功功率较充裕，采用各种类型有载调压变压器调压显得灵活而有效。
但对无功功率电源不足的系统，首先应增加无功功率电源，以采用并联电容器、调相机或静止补偿器为宜。
有载调压变压器可改变变压器变比，起到调压和降低损耗的目的；但调压本身并不产生无功功率，而系统消耗的无功功率却与电压水平有关，所以在系统无功功率不足的情况下，不能用调压的方法来提高系统的电压水平，必须利用补偿电容器进行调压。
因此，为保证电压的质量，使电力系统能安全可靠运行，必须把调压和无功补偿相结合，进行合理调控，才能起到既改善电压水平，又降低网损的效果。
二、无功补偿2.1无功补偿的原理如果将电力系统产生的功率视为:总功率有功功率+无功功率，那么从以上原理中可以看到，无功功率是帮助有功功率产生的重要能量。
然而在电力系统中如果串联上具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷装置，那么电力系统需要的感性负荷将会减少，此时它能减少无功功率同样能维护电力系统的运转，此时无功功率就能变为有功功率产生能量。
无功补偿能在保持电力系统功能运转不变的前提下减少无功功率的消耗。
在电力系统中，无功补偿的原理能起到重要的做用:它能将更多的无功功率转为有功功率，使电力系统运转时需要的成本降低;如果采用无功补偿，它能无形中加大有功功率的作用，因此它在降低电容的情形下保持电力系统设备的功率，降低电力系统的使用成本;如果电力系统可以降低电容设计，那么就可以降低电力系统使用时的线损。
电力网无功功率自动控制系统和电压的作用
电力网无功功率自动控制系统和电压的作用摘要：电网电网的无功控制主要是保持系统的电压正常，提升电网稳定性，增大了线路输电的能力，并且减小了线损，抑制电网功率振荡和工频的过电压，调相、调压以及优化无功潮流的最佳方案，但是在实际情况中存在诸多问题。
本文就结合作者的实际工作经验，分析了电力网无功功率自动化控制系统以及电压作用。
关键词：电力网；无功功率；自动控制1 无功电压自动控制的概念分析电力系统中的大多设备的工作原理都是依据电磁感应原理，能够在运行过程中转化能量形成交变磁场，使周期内释放的功率和吸收的功率相平衡。
电源能量通过纯电容和纯电感电路时并未消耗额外的电量，只有用负电荷和电源进行往复交换，该过程中交换功率未对外做功，称之为无功功率。
无功功率能够真实反映内外部之间往返能量的交换实况。
无功功率在电网中发挥的作用很大，电动机要依靠电源吸收无功功率来建立旋转磁场使之能够正常运行。
变压器需要无功功率通过一次绕组建立并且维持交变磁场，以此在二次绕组中感应出电压。
所以，电感性用电设备不仅需要从电源中获得有功功率，还要获得无功功率，两者兼备才能运行起来。
无功功率在电网中的影响也较大，当它不足时，用电设备便无法建立和维持正常的电磁场，会导致设备端电压不足，电力设备便无法在额定技术下运行。
2 电压和无功功率控制的主要问题无功功率不做功，可分为感性无功功率和容性无功功率。
它们实际上是线圈电感性磁场储能与电容器电容性电场储能。
交流系统的无功功率应保持平衡，由于用户大多是电动机、变压器等电感性负荷，必须用容性功率来平衡电感性无功负载。
因此，无功电源必然是调压机、电容器等。
电网的有功功率损耗不超过负荷的10%，而电网的无功功率损耗却是无功负荷的30%—50%。
无功功率总损耗要比有功功率总损耗大3—5倍。
研究无功功率的目的，在今天已不再仅仅是为了提高工矿企业中的功率因数，而是着更明确的重要意义，概括地讲有以下三个方面：第一，为了解决现代电力系统中与无功功率相关的一系列新的技术问题：（1）无功静态稳定问题。
电力系统无功功率以及电压调整
随着科技的进步，电力系统无功功率与电压调整技术也在不断发展。未来技术发展的趋势包括：采用先进的传感 技术和智能算法实现无功功率和电压的快速、准确检测与控制；发展基于电力电子技术的动态无功补偿装置和有 源滤波器；利用大数据和云计算技术实现电网无功功率与电压的优化调度等。
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通过投切无功补偿设备， 如并联电容器、静止无功 补偿器等，来调整系统无 功功率，进而稳定电压。
有载调压
通过调整变压器分接头档 位来改变电压，以满足系 统电压要求。
串联电容器补偿
通过在输电线路中串联电 容器来补偿线路的感抗， 提高线路的电压水平。
电压调整的优化目标与原则
经济性
电压调整应尽量降低系统运行 成本，提高经济效益。
实施效果
无功补偿装置的应用显著减少了该工业园区在生产高峰期的无功功率 消耗，稳定了电压，降低了电能损耗，提高了生产效率。
05 结论与展望
电力系统无功功率与电压调整的重要性和挑战
重要性
电力系统无功功率与电压调整是保障电力系统的稳定运行和电能质量的关键环节。通过合理的无功功 率补偿和电压调整，可以有效降低线路损耗、提高设备利用率、增强系统稳定性，满足用户对电能质 量的需求。
挑战
随着电力系统的规模不断扩大和运行方式的复杂化，无功功率与电压调整面临诸多挑战。例如，无功 功率的合理分布和补偿、电压波动与闪变的抑制、动态无功补偿装置的性能优化等，需要不断研究和 改进。
未来研究方向与技术发展
研究方向
未来电力系统无功功率与电压调整的研究方向将主要集中在以下几个方面：一是无功功率补偿与电压调节的协调 优化；二是智能电网下的无功功率与电压控制策略；三是新能源并网对电力系统无功功率与电压的影响及其应对 措施。
浅谈电力系统的无功功率补偿及对电压控制的影响
浅谈 电力系统的无功功率补偿及对 电压控制 的影响
姜 昌学
国网新疆 电力公 司检修公 司， 新疆 乌鲁木齐 ８ ３ ０ ０ ０ ０
摘 要 ：电压 是 衡 量 电能 质 量 的一 个 重 要 指 标 。 电力 系统 中各 种 用 电设 备 只 有 在 电压 为额 定值 时 才 有 最好 的 经 济 指 标 。但 是在 电力 系统的正常运行 中，负荷和 系统运行 方式是经常 变化的 ，由此 引起 电压 发生相应 变化 ，不可避 免地 出现电压 升高与 降低 。 而 电 力 系统 的 运 行 电压 水 平 取 决 于 无 功 功 率 的 平 衡 ， 系统 中各 种 无 功 电 源的 无 功 功 率 输 出应 能 满足 系统 负荷 和 网络损 耗 在 额 定 电压 下 对 无 功 功 率 的 需 求 ，否 则就 会 使 电压 偏 离额 定值 。 关 键 词 ： 电 力景 统 ；无 功 功 率 ： 电压 控 制 中图分 类号 ：１ Ｍ７ １ ４ ＿ ３ 文献标识码 ：Ａ 文章编 号 ：１ ０ ０ ２ — １ ３ ８ ８ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ６ ． ０ ０ ８ ９ ． Ｏ １
１ 无 功 功 率 的产 生 和 吸 收
同步 发 电机 可 以 产 生 或 吸 收 无 功 功 率 ，这 取 决 于 其 励 磁 情 况 。当 过 励 时 产 生 无 功 功 率 ， 当欠 励 时 吸 收 无 功 功 率 。 架 空 输 电线 路 产 生或 吸 收 无 功 功 率 取 决 于 负 荷 电流 。当 负荷低于 自然负荷 ，线路产生纯无 功功 率；当高 于 自然负荷 时 ，线 路 吸 收 无 功 功 率 。 地下 电缆 ，由于它们对地 电容较大 ，因此具有较 高的 自 然负荷 。它们通常工作在低于 自然 负荷情形 下，因此在所 有 运 行条件下总产生无功功率 。 变压器不管其负载如何 ，总是 吸收无功功率 。空载时 ， 起 主要作用 的是并联激励 电抗 ；满载时 ，起主要作用 的是 串 联 漏抗 。
电力系统的无功功率和电压调整
UL
U L k2
(UGk1
PR QX UN
)
/
k2
要改变负荷点电压： ➢改变 UG－借改变发电机机端电压调压 ➢改变k1， k2 －借改变变压器变比调压 ➢改变Q－借无功补偿设备调压 ➢改变X－借串联电容调压 ➢组合调压
29
第三节 电力系统的电压调整
调压手段之一：借改变发电机端电压调压
实施：调节发电机的励磁 方式：机端无负荷时，调节范围95％～105％；
电力系统的电压调整 保证中枢点电压偏移不越 限
22
第三节 电力系统的电压调整
中枢点电压曲线的编制
目的：确定中枢点的电压允许变动范围 编制方法：根据各负荷点的负荷曲线和电压要求，
计及中枢点到负荷点的电压损耗，从而确定对中 枢点电压的要求。
举例说明
中枢点 i
U ij U ik
负荷点
j
k 负荷点
静止调相机（Statcom）
11
第一节 电力系统中无功功率的平衡
静止补偿器
可吸可发感性无功； 只能发感性无功；
连续调节
不能连续调节
可吸可发无功； 连续调节
12
第一节 电力系统中无功功率的平衡
静止调相机
A
.
R<<X
I k:1
a
. . UA
I
jX L
逆变器
理想变 k:1
.
C
Ua
.
I
.
kUa
.
U A
电压调整的必要性 电压波动和电压管理 电压调整的手段
18
第三节 电力系统的电压调整
3.1电压调整的必要性
电压调整的含义：在正常运行状态下，随着负 荷变动及运行方式的变化，使各节点电压在允 许的偏移范围内而采取的各种技术措施
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浅析电力系统无功功率及电压控制
摘要：无功功率及电压控制是电力系统中的重要问题，对于保持电力系统的稳定运行和增强电力系统的可靠性具有重要意义。
本文对电力系统中的无功功率及电压控制进行浅析，介绍了无功功率及电压控制的基本概念、原理以及常用的控制方法，并对电力系统中无功功率及电压控制的应用实例进行了讨论。
通过本文的分析，可以明确电力系统无功功率及电压控制的重要性，并为电力系统的无功功率及电压控制提供有益的参考意见。
关键词：电力系统，无功功率，电压控制，控制方法，应用实例
正文：电力系统中的无功功率及电压控制是保证电力系统稳定运行和提高电力系统可靠性的重要问题。
无功功率是电力系统中的重要指标之一，其作用是补偿电路中由于电感、电容等元件而产生的滞后功率，使系统达到功率因数的要求，并对输电线路的损耗、电动机的启动等有着重要的影响。
电压控制是电力系统中的另一个重要问题，其作用是保持电力系统中各个节点的电压稳定，在一定范围内控制电压的波动，保证电力系统的正常运行。
电力系统中常用的电压控制方法有调压变压器、调节变压器、静止无功补偿装置等。
在电力系统中，通常采用自动电压调节器进行电压控制，利用其自动调节器工作的基本原理是通过调整发电机和变压器的励磁电压来实现电压的稳定控制。
对于电力系统中的无功功率及电压控制，常用的控制方法有：
无功补偿、调节变压器、静止无功补偿装置等。
其中，静止无功补偿装置是应用最广泛的一种无功补偿设备，其基本原理是通过在电力系统中增加感性或容性无功补偿电流来实现无功功率的调节。
而调节变压器是通过改变变压器的输出电压来实现电压调节的。
在电力系统中，无功功率及电压控制的应用非常广泛。
在电力系统的配电网中，为了保证电力供应的可靠性，通常使用静止无功补偿装置和自动电压调节器进行无功功率和电压控制。
在输电网中，为了降低输电线路的损耗和保证电力系统中各个节点的电压稳定，通常采用静止无功补偿装置和调压变压器进行无功功率和电压控制。
综上所述，无功功率及电压控制是电力系统中的重要问题，其控制方法和应用广泛，可以通过合理的无功功率和电压控制来提高电力系统的可靠性和稳定性。
但在实际应用中，需要考虑到电力系统的特殊性和运行条件，选择合适的控制方法和设备，进行合理的无功功率和电压控制。
无功功率及电压控制在电力系统中的应用非常广泛。
通过无功功率的调节，可以保持电力系统的功率因数在一定范围内，提高电力系统的效率和可靠性。
同时，通过电压控制可以保证电力系统中舒适、安全、稳定的运行，避免因电压波动而导致设备损坏或电力质量下降。
静止无功补偿装置通常用于电力系统中的配电网中，对于无功功率的调节具有非常重要的作用。
静止无功补偿装置利用感性、容性元件来提供无功电流，可以在不影响有功功率的情况下，补偿电力系统中的无功功率。
静止无功补偿装置的简单、可靠、
经济以及快速响应的特点，使其成为电力系统中最受欢迎的无功补偿装置之一。
自动电压调节器作为电力系统中电压控制的重要手段，并且可在功率因数、电压控制和负荷分担等方面进行控制。
自动电压调节器是一种自动控制设备，其主要功能是调节电力系统中的电压，以保持电压的稳定性和功率因数的合理性。
自动电压调节器的工作原理是先检测电网中的电压变化，然后通过对调节电压来控制变压器的励磁电流，最终实现电压的稳定控制。
调压变压器是另一种常用的电压控制方法，通过调节变压器的输出电压来实现电压的稳定控制。
调节变压器的优点是精度高、控制速度快，有能力在负荷剧变的情况下迅速响应电压。
但调节变压器的缺点是出力有限，受容量和负载变化的影响较大。
此外，还有调节控制与无功功率的结合进行电压控制的方法。
通过加入静止无功补偿装置和调压变压器等设备，既可以实现无功功率的控制，又可以实现电压的稳定控制。
在电力系统的操作和管理中应综合考虑多种技术手段，合理的选择控制方法和设备，并通过控制手段来满足电力系统运行的需求。
总之，无功功率及电压控制在电力系统中具有重要作用，既可以提高电力系统的可靠性和稳定性，又可以降低能耗和环境污染。
在实际应用中，需要根据电力系统的特点和运行条件，选择合适的控制方法和设备，通过合理的无功功率及电压控制达到最佳的运行效果。
除了电力系统中广泛应用的无功功率及电压控制方法，还有一些新的技术在不断出现和发展，如虚拟同
步机和柔性直流输电等技术，这些技术对于未来电力系统的控制和运行将会产生重大影响。
虚拟同步机技术是一种通过仿真同步机的行为来实现电网控制的技术。
虚拟同步机技术可以将各种不同类型的发电机、储能设备等无法直接互联的设备，在控制层面上统一起来，从而提高电网的灵活性和容错能力。
虚拟同步机技术还可以通过控制久期、阻尼等参数来调节电压和频率，从而实现电力系统的无功功率和电压控制。
柔性直流输电技术是一种利用半导体器件在高压直流输电中实现无级调节的技术，可实现高效、可靠和灵活的电力传输。
柔性直流输电技术可以通过变换器控制直流电压的大小和方向，从而实现静态无功补偿、动态无功补偿、差动调节等功能，实现电压和功率的控制。
尽管新技术的出现和发展给电力系统的控制和运行带来了新的思路和选择，但同时也带来了一些新的挑战。
例如，新技术的实施需要大量的投资和研究，并需要配套完善的设计、制造和安装体系。
此外，新技术的复杂性和安全性也是需要重视的问题。
因此，在电力系统的控制和运行中，在选择新技术的同时也需要综合考虑技术的成熟度、实用性和可行性，对此要有全面科学的评估和分析。
特别注意进行安全和可靠性评估，并通过制定相关标准和规范来规范新技术的应用和发展，防止技术带来的安全隐患。
综上所述，电力系统中的无功功率及电压控制是保证电力系统安全、高效、稳定运行的重要手段。
未来，随着新技术的不断出现和发展，电力系统的控制和运行方式也将得到转变和改进。
在应用新技术的同时，更需要关注实际应用的效果和安全性，这样才能为电力系统的可持续发展提供更加坚实的支撑。
无功功率及电压控制是保证电力系统安全、高效、稳定运行的重要手段。
电网的无功功率和电压控制涉及到许多复杂的问题，例如线路电感、电容和电阻、发电机和变压器等。
为了有效地处理这些问题，电力系统控制方法必须反应能力强、快速稳定，并且要涉及数学、物理、工程等多学科。
除此之外，未来更有虚拟同步机和柔性直流输电技术等新技术的发展，这些技术将对电力系统的控制和运行产生重大影响。
但全面科学的评估和分析此类新技术是非常重要的。
新技术的实施需要大量的投资和研究，并需要配套完善的设计、制造和安装体系。
即使可以提供更多的选择，也需要建立相关的标准和规范，以规范新技术的应用和发展，防止技术带来的安全隐患。
通过合理的技术选择和平衡，我们可以更好地控制无功功率和电压，确保电力系统的安全和可靠性，为可持续发展提供强有力的支持。