Bù công suất phản kháng trong hệ thống điện đợc sử dụng không những chỉ để đảm bảo cân bằng công suất phản kháng, mà còn là một trong những phơng pháp quan trọng để giảm tổn thất điện năng cũng nh điều chỉnh điện áp.
Tối u hoá công suất các thiết bị bù là xác định công suất tối u và vị trí đặt các thiết bị bù. Mục tiêu của bài toán là tìm công suất thiết bị bù để đạt đợc hiệu quả kinh tế cực đại khi thoả mãn tất cả các điều kiện kỹ thuật trong chế độ làm việc bình thờng của mạng điện và các thiết bị sử dụng điện.
Khi lập biểu thức phí tổn tính toán ta quy ớc:
• Không xét đến công suất bù sơ bộ tính theo điều kiện cân bằng công suất phản kháng.
• Không xét tới tổn thất công suất sắt ∆PFe của máy biến áp vì nó ảnh hởng rất ít tới trị số Qb.
• Không xét đến thành phần tổn thất công suất tác dụng do P gây ra.
• Không xét đến công suất từ hoá máy biến áp ∆QFe và công suất phản kháng do điện dung đờng dây sinh ra.
• Ngoài điện trở của đờng dây phải xét tới điện trở rb của máy biến áp.
• Chỉ cần viết và giải phơng trình cho từng nhánh độc lập của mạng điện. Biểu thức phí tổn tính toán trong mạng điện do đặt thiết bị bù kinh tế đợc viết:
3 2 1 Z Z Z
Z = + +
Với: Z1: là phí tổn hàng năm do có đầu t thiết bị bù Qb. Z1 = (avh + atc).K0.Qb
avh: là hệ số vận hành, avh = 0,1
atc: là hệ số thu hồi vốn đầu t, atc = 0,125 K0: là giá tiền một đơn vị thiết bị bù. K0 = 150.106 đ/MVAr
Qb: công suất bù (MVAr) Vậy Z1 = 33,75.106.Qb
Z2: là chi phí tổn thất điện năng do thiết bị bù tiêu tốn. Z2 = C.t.∆P*.Qb
∆P*: tổn thất công suất tơng đối trong thiết bị bù, ∆P* = 0,005 t: thời gian tụ điện vận hành trong năm, t = 8760h.
Vậy Z2 = 21,9.106.Qb τ τ .( ) . . . 2 2 3 R U Q Q C P C Z = ∆ = − b
Q: công suất phản kháng cực đại của hộ tiêu thụ lúc cha bù (MVAr) U: điện áp định mức của đờng dây.
R: điện trở của đờng dây và máy biến áp quy định về bên cao áp.
τ: thời gian tổn thất công suất lớn nhất, τ = 3979,46h Lấy đạo hàm =0 ∂ ∂ b Q Z , giải ra ta tìm đợc Qb.
Nếu giải đợc Qb có giá trị âm, có nghĩa về mặt kinh tế ta không cần bù.