Баланс реактивной мощности и его связь с напряжением

При выработке и потребители энергии на переменном токе равенству вырабатываемой и потребляемой электроэнергии в каждый момент времени отвечает равенство вырабатываемой и потребляемой не только активной, но и реактивной мощности. 

Эти условия можно записать так:

∑Pг = ∑Pп = ∑Pн = ∑ΔP,

∑Qг = ∑Qп = ∑Qн = ∑ΔQ

где ∑Pг и ∑Qг — генерируемые активная и реактивная мощности станций за вычетом собственных нужд; ∑Pн, ∑Qн — активная и реактивная мощности потребителей; ∑ΔP, ∑ΔQ — суммарные потери активной и реактивной мощностей в сетях; ∑Pп, ∑Qп — суммарное потребление активной и реактивной мощностей.

Вышеприведенные уравнения являются уравнениями балансов активной и реактивной мощностей. Баланс реактивной мощности по всей системе в целом определяет некоторый уровень напряжения. Напряжения в узловых точках сети электрической системы в той или иной степени отличаются от среднего уровня, причем это отличие определяется конфигурацией сети, нагрузкой и другими факторами, от которых зависит падение напряжения. Баланс реактивной мощности для всей системы в целом не может исчерпывающе определить требования, предъявляемые к мощности источников реактивной мощности. Надо оценивать возможность получения необходимой реактивной мощности как по системе, так и по отдельным ее районам.

Необходимость в оценке баланса реактивной мощности возникает прежде всего при проектировании подсистемы регулирования напряжения — реактивной мощности АСУДУ (автоматизированной системы диспетчерского управления).

В ряде случаев оценка изменений условий баланса производится и в практике эксплуатации, например при вводе новых регулирующих устройств, установленных мощностей электростанций, изменениях схемы сети.

Нарушение баланса реактивной мощности приводит к изменению уровня напряжения в сети. Если генерируемая реактивная мощность становится больше потребляемой (∑Qг > ∑Qп), то напряжение в сети повышается. При дефиците реактивной мощности (∑Qг < ∑Qп) напряжение в сети понижается. Для пояснения указанной связи напомним, что например емкостный ток линии на холостом ходу повышает напряжение на ее конце. Соответственно избыток генерируемой реактивной мощности приводит к повышению, а ее недостаток — к понижению напряжения.

В дефицитных по активной мощности энергосистемах уровень напряжения, как правило, ниже номинального. Недостающая для выполнения баланса активная мощность передается в такие системы из соседних энергосистем, в которых имеется избыток генерируемой мощности.

Обычно энергосистемы дефицитные по активной мощности, дефицитны и по реактивной мощности. Однако недостающую реактивную мощность эффективнее не передавать из соседних энергосистем, а генерировать в компенсирующих устройствах, установленных в данной энергосистеме.