无功功率与节点电压的关系

图1 节点电压的大小与无功功率的关系
（a）网络图；（b）等值电路　　

　　在超高压系统中，一般电抗远大于电阻，上式可写为：　　

　　其中：　　

　　式中为线路始末两端电压的相位差，比较以上两式，可得：　　

　　正常运行时输电线路两端电压的相位差比较小，可认为，于是线路中传输的无功功率大小就与线路两端电压之差成正比，无功功率将从节点高的一端流向节点电压低的一端，两端节点电压的变化将使流经线路无功功率随之变化，即节点电压的变化会引起无功潮流的变化。式还表明，输电线路较长，电抗会增大，电源为负荷提供的无功功率将下降，因此系统中负荷所需的无功功率应尽可能由附近的电源供给。
　　无功功率对电压水平由决定性的影响，电力系统中各种用电设备吸收的无功功率大多数与所加电压有关，系统的Q-U特性曲线如图2（a）所示，图中曲线L为负载特性曲线，S为系统特性曲线，两者的交点A确定了负荷节点的电压值UA，在这一电压下达到了无功功率的平衡。若节点无功负荷增加，如图2（b）所示，曲线L移到，系统的无功功率电源不能随之增加，曲线S维持不变，曲线与S的交点为，表明负荷向系统吸取的无功功率增加，节点电压水平下降至。意味着系统在较低的电压水平上达到无功功率的平衡。此时若能增加无功功率的供给，则曲线S移至。曲线与曲线的交点为，则节点电压仍能维持在UA值。无功电源与无功负荷平衡的标志是系统中各节点的电压水平均在允许范围内。若部分节点电压水平不满足要求（偏离允许值），说明局部区域内无功功率不平衡。电力系统中无功功率电源不足，系统节点电压就要下降。电力系统必须具备足够的无功电源才能维持所要求的电压水平，以满足系统安全稳定运行的要求。

图2 电力系统Q-U特性（a）Q-U特性相交，（b）负荷增长与电源增加