当系统中无功功率过少的时候，电网电压水平会偏低；当系统中无功功率过多的时候，电网电压水平会偏高。这时，就需要通过其他手段来调整。无功优化可以快速稳定地调节，使电力系统恢复正常运行。

无功优化作为电力系统的传统问题，其解决本质是利用数学优化这种手段，通过无功调节方法来实现电力系统安全、稳定地运行。现如今，无功优化本质的研究主要集中在以下两个方面: 

(1)数学模型的建立。数学模型问题根据不同的解决方法选择不同的目标函数。模型最好联系系统的实际情况并紧密结合，目标函数以及各个约束条件都要接近电力系统实际的运行情况，如多种运行状态、电压稳定性、长期无功规划模型、考虑规划投资等[10]。 

(2)优化算法的研究。优化算法的重点主要集中在改善收敛性能上。主要工作内容就是减少求解时间以及改善出现局部最优解的情况 [11]。 

常用来实现无功优化控制的手段有如下三种:

(1) 改变发电机机端电压

发电机不仅仅是唯一有功功率电源的提供者，而且也是基本无功功率电源的提供者。发电机机端电压离不开其无功功率输出的影响。所以机端电压受发电机的无功出力影响，当无功出力达到其上下限时，调压工作会被迫暂停。通过调节机端电压从而达到无功功率控制是所有控制手段中的第一选择。它充分利用了发电机所拥有的输出无功功率或输入无功功率的能力，因此不需要额外的附加设备和附加投资 [12]。

(2) 改变可调变压器分接头位置

变压器是通过变换交流电压、电流来传输电能的设备。它不仅在空载时消耗无功功率，而且传输功率过程中串联阻抗也会消耗系统无功功率，同时还会产生电压降。对于系统中拥有充足的无功电源的情况，一般利用改变分接头位置来控制无功潮流分布从而完成电压调控和无功控制。但如果系统无功功率电源不足，采用改变分接头位置来进行调节，不但对那一点的电压改变不明显，甚至会导致上一级电压下降得更厉害，最终可能影响整个系统使之更加不稳定。所以，如果系统无功功率不足，改变可调变压器分接头位置并不能解决问题 [13]。

(3) 投切无功补偿装置文献综述

常用的无功补偿装置有并联电容器、并联电抗器以及静止无功补偿器等这几类装置，在恰当地点接入恰当的无功补偿装置能够调节系统的无功潮流分布。在通过投切无功补偿装置来调节无功分布时，通常在大负荷情况下投入并联电容器组，在小负荷情况下切除部分或全部并联电容器组，乃至投入并联电抗器组，来改善全网电压。并联电容器的突出优点为投资低而且装配维护方便。静止无功补偿器的优点是性能良好、维护方便、能迅速调节无功功率，来进行动态的无功补偿，一般用于特殊的场合。

无功优化问题可以分为规划优化和运行优化两个方面[14]。规划优化是针对设备而讨论，其对象是无功补偿设备的最佳装配位置、类型和容量，目的是为了降低网损，同时节约投资费用。运行优化则是指在己有无功补偿设备的条件下，通过对实际负荷、潮流和电压的情况来判断，按照提前制定好的方案来进行调控，从而达到优化目的[15]。本文研究的内容是在系统稳态运行且有功潮流已知的情况下无功运行优化的问题。

电力系统无功优化的基本思路是：在电力系统基本条件如有功电源大小、负荷高低以及系统结构参数都已知的条件下，通过某种优化算法，在满足系统有功网损最小而且达到各个节点的有功、无功功率要求下，配置最合适的补偿容量，从而使电力系统的电压水平保持最佳且系统更加稳定、安全、经济地运行。