高峰负荷时段输入大量电力的城市地区服务相关的电压/无功问题已慢慢得到国际电力界的认识。受影响的城市地区往往地理位置较远；因此，他们可能没有意识到其他地区面临的类似问题，并认为自己的情况是的。显然需要更广泛地认识这个电压/无功问题和可能的解决方案。
与在高峰负荷时段输入大量电力的城市地区服务相关的电压/无功问题已慢慢得到国际电力界的认识。受影响的城市地区往往地理位置较远；因此，他们可能没有意识到其他地区面临的类似问题，并认为自己的情况是的。显然需要更广泛地认识这个电压/无功问题和可能的解决方案。
DNV KEMA 能源与可持续发展部门观察了发达国家城市地区的常见做法。为了找到可量化的共同衡量标准，我们根据支持进口所需的总输电无功补偿水平和进口总量制定了一个指标（称为补偿率）。
公式1
在 2006 年 KEMA 的一项研究中，我们比较了世界各地薪酬水平较高的重要大都市区：墨西哥城、圣地亚哥、纽约市、南佛罗里达、埃尔帕索、开普敦、奥克兰和阿尔伯克基。我们选择这些地区是因为它们具有以下三个共同特征：
* 它们是所在地区重要的人口和商业中心。
* 它们位于电网的末端，通过半岛型传输连接到较大电网的其余部分。
* 电力进口是服务当地负载的一个重要因素。
虽然每种情况都是独特的，但根据经验，一旦输电无功补偿率超过 25%，就会引起关注。超过 50% 的水平通常被认为高得令人无法接受。这八个都市区的比率落在 15%-30% 的范围内。
部分城市主要电力输入地区补偿比例
在不减少进口的情况下，降低补偿比例的直接方法是建设新的输
电线路或升级现有网络。这些通常是资本密集型项目，可能需要新的通行权并涉及耗时的许可流程。增加无功补偿通常是输电扩建的一个经济上有吸引力的选择。无功设备，例如
开关电容器、SVCS 和 STATCOMS，不需要大量土地，并且与主要的新输电线路相比，它们并不特别明显。这些特性使它们更容易被公众接受，从而更容易被负责提供可靠电力输送服务的输电系统运营商所接受。
在大多数情况下，无功设备的建造成本比新输电线路要便宜得多。在适度的情况下，此类设备是系统规划者和操作员可用于缓解电压/无功问题并提供改进的操作灵活性的选项的有用补充。然而，对这些设备的过度依赖会增加系统设计和操作的复杂性，并导致不受控制的系统崩溃的风险增加，如本系列第 2 部分所述。
一般有两种类型的解决方案：增加当地有功功率（MW）供应（包括需求管理）或增加输电系统的输入能力。
增加当地有功功率（MW）供应*
新的本地发电
也许明显的解决方案是增加进口地区的发电能力。当地发电将减少该地区的进口并增加当地无功供应。它还将减少电压崩溃的可能性并提高该区域的动态稳定性。
加强当地需求管理
考虑到大多数城市地区反对新建发电厂和输电线路，加强需求管理计划可以有效减少接近峰值供应限制地区的进口。重要的是要认识到，这种选择只会推迟未来电网或发电扩建的资本投资。此外，鼓励客户采用新的需求管理计划的激励成本可能并不小。因此，系统操作员必须能够有效、可靠地使用程序的功能。
局部储能
在负载区域安装储能装置也是一种有效的解决方案。现代存储提供有功功率和无功功率，以减少输入并提供无功支持。它们在紧急情况下（仅在有间内需要存储的能量）后为系统提供特别有效的支持。
提高电力输入能力
在现有电压水平上增加输电
明显的输电解决方案是增加服务于该地区的输电线路的数量。添加新线路会降低阻抗并减少无功损耗。在通过 5 条主要传输线供电的区域中添加一条线路将降低约 17% 的阻抗。然而，为了对无功损耗产生重大影响，需要多条新线路。
新输电线路的成本与线路的长度和数量直接相关。与负载重的线路平行的新线路通常比其他线路更有效。当地反对派可能要求将新线路的一部分置于地下，这将大大增加成本。
修改现有传输
另一种解决方案是修改现有线路的配置。近的研究表明，塔架配置和导体间距的变化多可将线路阻抗降低 20%。为了对无功损耗产生重大影响，必须修改多条线路。此外，必须停止使用变速箱才能进行更改。对于负载较重的进口区域，安排必要的停电可能很困难。
这些传输线的阻抗也可以通过添加串联补偿来降低。这涉及插入与线路串联的传输电容器。串联补偿广泛应用于线路长度较长的美国西部地区。为了对无功损耗产生重大影响，必须修改多条线路。在应用串联补偿时必须小心，因为太多可能会导致其他类型的问题，例如，在电力系统中引入新振荡模式的谐振电路会导致系统运行问题，并可能损坏设备。
添加更高电压的输电
通常，有效的解决方案是添加新的更高电压等级的输电 — 通常为 500/765 kV。这些线路的有效阻抗约为 230/345 kV 线路的一半。这样一条阻抗只有一半的线路，其无功损耗仅为 230/345 kV 线路的四分之一。更高的电压线路需要更宽的通行权和更高的塔，并且由于路线和环境问题，它们经常遇到强烈的反对。
添加 HVDC 传输
一种更昂贵的选择是添加高压直流 (HVDC) 传输，以将有功功率 (MW) 输送到某个区域。高压直流输电可以通过并联交流输电系统减少输入，从而减少与输入相关的总体无功损耗。
高压直流输电线路的一个优点是，它需要比同类交流输电线路更低、更窄的塔架。虽然高压直流输电的塔和导体的成本较低，但终端成本非常高，需要昂贵的
电子设备在交流和直流之间进行转换。HVDC 线路通常仅在距离较远且功率水平较高时使用。在特殊情况下，例如较长的海底
电缆和连接异步系统，高压直流电也优于交流电。
任何情况的解决方案取决于所涉及电力系统的具体特征。通过了解需求、模拟可能的解决方案并结合当地的指导方针和限制，人们可以针对每种情况制定有效的解决方案。
