試論智能電網(wǎng)下的電力無功補償技術(shù)

摘 要：隨著我國經(jīng)濟和社會的發(fā)展以及社會對用電需求和電力設(shè)備的增加，智能電網(wǎng)正日益成為電力網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢。同時，由于大量非線性設(shè)備接入，造成了大量無功功率的產(chǎn)生，這給電網(wǎng)帶來了很大的負擔(dān)。因此，研究智能電網(wǎng)下的電力無功補償技術(shù)具有重要的意義，既能夠起到節(jié)能降損和提高有功功率的作用，又能為電力用戶提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

關(guān)鍵詞：無功補償；智能電網(wǎng)；基本原理；補償方法；補償原則

中圖分類號：TM714.3 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）02-0017-02

隨著我國經(jīng)濟和社會的發(fā)展，社會對電能的需求也越來越大，高電壓遠距離傳輸方式已經(jīng)慢慢成為我國電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。在這種環(huán)境下，智能電網(wǎng)也逐漸成為電力企業(yè)電網(wǎng)的首選形式。智能電網(wǎng)有很多優(yōu)勢，它不僅能夠改善電能質(zhì)量、降低損耗、提高能源的利用率，而且能夠為社會提供更大容量的電能，滿足社會快速發(fā)展的需要。智能電網(wǎng)之所以能夠提供更大的有功功率，主要依賴于它能提供合適的無功補償。隨著我國制造業(yè)的全面發(fā)展，電網(wǎng)中的非線性電力設(shè)備越來越多，相應(yīng)地，由此帶來的無功功率明顯增加，造成電網(wǎng)負擔(dān)很大，而且電力質(zhì)量不斷下降。

1 智能電網(wǎng)中無功補償技術(shù)的基本原理

無功補償技術(shù)對于電網(wǎng)中出現(xiàn)的無功功率增加具有非常重要的作用，它不僅可以提高供電質(zhì)量，而且還能夠在輸變電、供電環(huán)節(jié)發(fā)揮自身的職能作用。無功補償技術(shù)的原理是，將感性負荷和容性負載設(shè)備在相同的電路上并聯(lián)，實現(xiàn)對無功的補償，最終實現(xiàn)容性負載的無功功率與感性負載的無功功率相互抵消，實現(xiàn)功率因數(shù)達到95%合理水平。

2 智能電網(wǎng)中采用的無功補償方法和原則

對于設(shè)備而言，它們在吸收電網(wǎng)有功功率的同時，也會從電網(wǎng)中吸收無功功率。智能電力設(shè)備系統(tǒng)的網(wǎng)路元件產(chǎn)生的阻抗以感性為主，當(dāng)有有功功率輸入時才會工作。同時，負載原件中要想產(chǎn)生磁場，也需要吸收無功功率才可以。為了給電網(wǎng)提供合適的無功能量，在智能電網(wǎng)系統(tǒng)中，根據(jù)電容的安裝位置無功補償可分為集中、分組、就地三種補償方法。

2.1 集中補償方法

集中式的無功功率補償方法一般是在變電站中安裝大容量無功補償裝置，其主要作用是滿足正在運行中的主變對無功功率的需求。采用集中補償方法的補償裝置容量應(yīng)當(dāng)根據(jù)變電站服務(wù)區(qū)域中的無功功率和相關(guān)潮流水平最終確定。集中補償方式有很多優(yōu)勢，比如能夠提高電網(wǎng)的利用率等。同時，由于補償設(shè)備集中放置，維護起來很方便，所以事故的發(fā)生概率很小。

2.2 就地補償方法

就地補償應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)備的參數(shù)和運行狀況進行詳細計算，在提高無功補償利用率的基礎(chǔ)上，減少無功補償裝置成本。就地補償方法具有諸多優(yōu)勢，由于它直接面向用電負荷，因此針對性比較強，無功補償利用率高。另外，它的功率不是特別大，所以相應(yīng)的生產(chǎn)成本比較低，而且操作簡便，和設(shè)備一起工作運行時對電網(wǎng)產(chǎn)生的影響很小。

2.3 分組補償方法

分組無功補償方式主要針對的是配電過程中線路、線路上的變壓器和其他用電設(shè)施，對它們進行無功補償。尤其是在用戶與主變之間距離較遠的情況下，分組補償方法可以進行受電端的分散無功補償。分組無功功率補償方式也有很多優(yōu)點，它能夠與其他的補償方式相互協(xié)調(diào)，提高用電負載的電壓，有效降低輸電過程中的線路損耗。

3 智能電網(wǎng)中無功功率補償實施的原則和措施

3.1 無功功率補償方式選擇的原則

在智能電網(wǎng)對無功功率補償?shù)倪^程中，補償方式的選擇應(yīng)當(dāng)遵循以下幾個原則：①盡量采取綜合補償?shù)姆椒▽崿F(xiàn)無功功率的補償?，F(xiàn)階段一些新的用電設(shè)備使得兩相電量增大，加劇了電網(wǎng)中的三相不平衡，嚴重損害了電能質(zhì)量。在補償方式上，采用單相補償去維持電網(wǎng)三相平衡成本很大，而采用三相共補的方式又無法滿足對電網(wǎng)三相平衡的要求。在這種情況下，智能電網(wǎng)應(yīng)當(dāng)采取綜合補償?shù)姆椒?。②動態(tài)補償和固定補償相結(jié)合的原則。隨著設(shè)備的快速更新?lián)Q代和相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)的快速發(fā)展，電網(wǎng)中的負荷類型變得越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)的無功補償方式已經(jīng)無法保證供電的電能質(zhì)量，所以，必須要采取智能化的動態(tài)補償和固定補償相結(jié)合的方法。③隨著科技的迅速發(fā)展，穩(wěn)態(tài)補償和快速跟蹤補償相互搭配的方法受到越來越多的關(guān)注，逐漸成為未來的發(fā)展趨勢。

3.2 智能電網(wǎng)中無功功率補償?shù)目刂拼胧?/p>

現(xiàn)階段，隨著計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用，管理人員能夠在電腦上清楚地看到電網(wǎng)中電壓和電流的變化，同時，通過電腦自動、及時的投切電容補償，采用取平補齊的原則對電網(wǎng)中的無功功率進行及時的補償，提高了補償精度。具體的補償?shù)攸c可以選在用戶的配電室或是負載地點，以實施安裝無功功率補償裝置。一般采取的措施有：①合理設(shè)置投切延時，以達到最好的效果。投切的延時時間可調(diào)節(jié)，無功補償裝置能夠自由設(shè)置投切動作時間，實現(xiàn)對無功功率的快速跟蹤補償。②合理設(shè)置相應(yīng)的保護措施。在智能電網(wǎng)系統(tǒng)中，合理地設(shè)定欠電壓和過電壓的保護值，準確地設(shè)定禁切處和禁投入電壓保護值。同時，無功補償裝置應(yīng)具有缺相保護功能，可以根據(jù)無功功率設(shè)定投切合理的限值。

4 結(jié)束語

智能電網(wǎng)憑借其優(yōu)良的特性正逐漸取代傳統(tǒng)電網(wǎng)，日益成為下一代電網(wǎng)的發(fā)展趨勢。研究智能電網(wǎng)中的無功功率補償具有重要的意義，因為無功功率補償不僅能夠提高變壓器的利用率，提高功率因數(shù)，改善電能質(zhì)量，更為重要的是，它還能增加電網(wǎng)容量，將能耗降到最低，保證電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性。

參考文獻

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作者簡介：崔艷（1980—），女，吉林遼源人，華北電力大學(xué)2009級電氣工程專業(yè)在讀碩士生。

〔編輯：曹月〕

On the Reactive Power Compensation under the Smart Grid

Cui Yan

Abstract： With the increase of economic and social development of our country and societys demand for electricity and power equipment， smart grid is becoming the development trend of the electricity network. Meanwhile， due to the large non-linear device is connected， resulting in a large reactive power generated to the grid which is a big burden. Therefore， the study of reactive power compensation under the Smart Grid technology has important significance， both to play and to improve the energy loss reduction active role， but also to provide better service for the power user.

Key words： reactive power compensation； smart grid； basic principles； compensation method； compensation principles