智能电网的经济运行包括有功功率优化运行和无功功率优化运行。无功功率优化运行包括无功功率优化和无功功率补偿。通过对电力系统无功电源的合理配置和对无功负荷的最佳补偿, 不仅可以维持电压水平和提高电力系统运行的稳定性, 而且可以降低有功网损和无功网损, 提高电力系统安全经济运行水平。
进行无功优化和无功补偿的目的可归纳为以下三点 。
一、减小线路损耗和系统网损, 提高系统运行的经济性
由于无功功率在输电及配电网络上流动, 将引起有功网损和无功网损 。 当网络中某支路(包括线路和变压器)进行无功补偿后,引起的有功功率损耗可用以下公式表达。
81图
在负荷节点补偿无功补偿设备后, 输电线路上传输的无功功率将减小, 因此无功功率传输引起的网损将下降。
由式(82)可见,当进行无功补偿后,有功功率损耗将下降，从而网损将下降。对线路进行无功补偿前后的电路图如图8-1所示。
同时由于无功功率补偿设备的灵活性, 无功补偿设备的配置和容量的选择获得了广泛的研究。
二、减少电压损耗
随着高电压等级、大容量和跨区电网的迅速发展，对电压稳定和电压质量提出了更高的标准和更严格的要求。进行无功补偿可以提高受端电压水平, 从而提高电压质量。
当进行无功补偿后, 线路上的电压损耗可用以下公式表达。
由式(81)可见,当对负荷节点进行无功补偿后,使电压降落的两个分量减小, 从而使电压损耗下降, 提高了负荷的节点电压水平。
三、提高发电设备利用率
当系统进行无功补偿后, 系统发电机的发电功率因数可以提高, 这可用式cosφ=P/S表达。
当进行无功功率补偿后, 负荷的功率因数可提高, 这样发电机所发的无功即可减少, 发电机的功率因数可提高,由式cosφ=P/S可见,发电机输出的有功功率就能增大,因此提高了发电设备的利用率。