Hortensia Amaris博士是马德里卡洛斯三世大学的教授和新能源系统电能质量研究小组的带头人。她的研究领域是可再生能源并网尤其是风力发电并网技术。她在这些研究领域内建树颇多并具有丰富的国际合作经验。她是数个国内和国际委员会的会员，是国际电工技术委员会IEC TC 88/MT 21“并网风力发电机电能质量特性测量与评估”专委会的西班牙代表，也是可再生能源系统与电能质量不同研究机构指导委员会的代表。她在卡洛斯三世大学电气、电子与自动化系承担了数门风电场无功功率管理的研究生课程。

Monica Alonso博士是马德里卡洛斯三世大学电气工程系的副教授。她的研究领域是风能和电动汽车等分布式能源的电力系统优化。她在风力发电预测和可再生能源并网方面做了大量的工作，在各种相关的期刊、会议发表了论文并出版了专著。她在马德里卡洛斯三世大学承担了数门电气工程专业本科生的电力系统分析课程。

Carlos Alvarez Ortega博士是马德里卡洛斯三世大学电气工程系的副教授。他的研究领域是风力发电系统的电气和电子技术。他也参与了数个国际合作项目。

前言

第1章 引言

第2章 柔性交流输电系统装置

第3章 风力发电机

第4章 无功功率的优化

第5章 风电并网电力系统的电压稳定性

第6章 无功功率管理

附录 2100433B

大量风力发电接入电力系统会带来电压稳定性方面的问题，如何更好地解决这个问题近年来已经成为电力系统无功功率规划管理所必须要考虑的事情。本书在介绍各国电网运行规范、各种无功功率补偿设备以及风力发电机的基础上，重点介绍了风力发电并网运行情况下的无功功率规划管理控制策略及其相关的电压稳定性问题，最后分析了有大量风力发电接入电力系统后无功功率优化管理所带来的效益。本书既有传统无功功率补偿方法的介绍，也有风力发电并网运行后无功功率优化管理的新型控制策略分析。因此，本书非常适合于从事电气工程、新能源发电并网运行方向研究的工程师、研究生及高年级本科生阅读。

第一章 总则

1．1目的和意义

农村电网（以下简称“农网”）电压无功管理是县级供电企业（以下简称“县公司”）生产管理的重点内容之一，提高电压质量、保持无功电力平衡是保证电网稳定、可靠、经济运行的重要方法。“两改一同价”以来，农电管理体制发生了重大变化，电网建设也得到了飞速发展，农网电压质量水平和调控能力有了明显提高，但电压无功规范化管理工作相对滞后。近年来，随着 “一强三优”现代化公司建设进程的加快，“两个转变”的大力推进，“三新”农电发展战略的深入实施，县供电企业管理及农村电网进入了新的发展时期。在新的时期下，精益化管理、标准化建设显得尤为重要，原来的电压无功管理方法已不能适应农电体制和电网发展的需要。因此，必须制订一套健全的、适应当前农电体制和电网特点的电压无功管理程序及工作标准，来规范和指导电压无功管理工作。

1．2 制订依据

国家电网公司《电力系统电压质量和无功电力管理规定》

国家电网公司《关于印发国家电网公司农村电网电压无功和供电可靠性管理办法的通知》（农[2003]293号）文件

国家电网公司《关于建设一流县供电企业考核管理工作的有关规定》（农发[2003]5号）文件

国家电网公司《县供电企业电能损耗规范化管理标准（试行）的通知》（农管[2006]16号）文件

国家电网公司《110kV及以下县级电网无功优化补偿技术规范和典型应用模式》修改意见的通知（农安函[2006]31号）

国家电网公司关于印发《国家电网公司农网供电可靠率和供电电压合格率指标考核办法》的通知（农安[2006]55号）

国家电网公司《关于加强农网电压质量和无功电力管理工作的指导意见 》（农安[2007]44号）

国家电网公司《关于加强农网“两率”管理提高供电质量的通知》（农安[2008]17号）

《河南省电力公司县供电企业组织机构设置指导意见》

《河南省农网无功电压小指标管理办法（试行）》（豫电农〔2005〕1037号）

国家电网公司《国家电网公司电力系统无功补偿技术原则》

《电压监测仪订货技术条件》DL 500-1992

《供配电系统设计规范》GB 50052-95

《电力系统电压和无功电力技术导则（试行）》（SD325-1989）

《电能质量、供电电压允许偏差》（GB/T12325-2003）

《电能质量、公用电网谐波》（GB/T14549-1993）

《电能质量、三相电压允许不平衡度》（GB/T15543-1995）

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作者依据现行有关无功补偿和电压管理的规程规范，在吸纳专家的经典理论、学术观点以及新科研成果的基础上，重新梳理了多年来从事电网无功电压运行管理工作的实践经验，几易其稿编写成《电网无功控制与无功补偿》。|　 《电网无功控制与无功补偿》全面、系统、详尽地阐述了无功控制、无功补偿、电压调整、电压稳定、无功优化、AVC、SVC、FACTS技术等专业知识，共分七章，主要内容包括无功功率控制、电压调整、电网无功优化、电网自动电压控制系统、电压稳定性、传统的无功补偿装置和柔性输电技术在电网无功控制中的应用。|　 《电网无功控制与无功补偿》可供从事电网规划、设计、调度、运行及供电生产技术管理工作的技术人员和管理人员使用，也可供相关专业高等院校师生参考。|

无功功率是交流同步电网中最重要的因素之一，它与电网的供电能力、电能质量、网络损耗、安全稳定运行水平等密切相关。电网中多数元件需要消耗无功功率，大多数用户负荷也需要消耗无功功率，这些无功功率必须从网络中的某个地方获得，而无功功率传输又有诸多的限制条件，这就引出了无功平衡与无功补偿的问题。在电网中完全不传输无功功率实际上是不可能的，除非在同一电网、同一电压等级的节点上无功功率的产生与需要量相等。因此，经常可以见到在同一电网的配电网络中使用并联电容器进行容性补偿，而在输电网络中又使用并联电抗器进行感性补偿，以实现无功功率分层、分区就地平衡。控制无功功率是保证供电质量的基本方法。为保证电网各枢纽点和用户侧电压在一定的范围内变化，需要对这些节点的电压进行适当的控制，而通过对输电网络中无功功率的控制，既可实现输电网络功率损耗最小，又可实现传输容量最大的目标。另外，从实质上看，交流网络输电中的电压稳定问题及电压崩溃问题还是无功功率控制问题。由于在交流同步电网中无功功率控制如此重要，因而无功功率控制与无功功率补偿是本书讨论的主要问题。无功功率优化是电网无功功率控制的理想方式，它是通过合理调节变压器的分接头及投切无功补偿设备，达到保持系统电压水平、促进无功功率合理流动进而减小系统有功功率损耗的目标。预定目标综合最佳的优化问题，属于多约束非线性组合优化范畴。近几年来，国内外对电网无功优化的研究已经非常深入和广泛，已提出的无功优化求解方法有二次规划法、动态规划法、内点法、灵敏度法和单纯形法，这些算法由于多数将离散变量作为连续变量处理，使求解时陷入局部最优且时间过长。目前，利用遗传算法求解非线性优化问题较为成功，但仍然存在收敛速度慢、交叉和变异概率低等问题。本书对上述问题进行了较为详细的论述。随着电网的不断发展，电网结构日趋复杂，无功调节手段数目多，相互影响大。这些因素导致电网电压/无功功率优化控制问题的规模越来越大，传统的电压/无功功率优化控制方法已不能满足电力系统实际运行的需求。有必要在继续增加本地无功资源、提高电压控制能力的同时，建设自动电压控制系统，以完善对电网无功电压分布的综合决策、调度和管理，优化调度现有的无功电压调控资源，提高系统满足电能质量、电网安全和经济运行等要求的能力，减轻运行人员工作量。而自动电压/无功功率控制系统（Automatic Voltage Control,AVC）是利用电网实时运行数据，从整个系统角度科学决策出最佳的无功电压调整方案，自动下发各个子站装置，以电压安全和优质为约束，以系统经济性运行为目标，采用连续闭环进行电压的实时优化控制，解决了无功电压协调控制方案的在线生成、实时下发、闭环自动控制等一整套分析、决策、控制、实时追踪的问题。AVC能够有效地克服电网无功电压控制中存在的不足，解决电网当前和未来面临的电压控制问题。随着电力领域新技术的发展，电力系统的无功功率控制技术得到了进一步丰富和提高。利用普通晶闸管相角控制的柔性输电技术，对电网有功功率、无功功率进行快速、灵活调节的技术已经发展了几十年且已经成熟，国外应用早且较为广泛。近些年来，国内在220 kV、500 kV和750 kV交/直流输电工程中重点推广应用了串联补偿、可控串联补偿、静止无功补偿和可控电抗等输电新技术，以不断提高我国电网输电能力和安全可靠性。本书由刘建英、张帆老师任主编，王飞和孟建平任副主编。本书项目一由王飞编写，项目二、项目七由刘建英编写，项目三、项目四由张帆编写，项目五、项目六由孟建平编写，林兆明参与编写部分章节，同时，感谢李娜及陈利平对本书的审稿工作。由于编者水平有限，书中不当之处在所难免，敬请广大读者指正。