電力系統(tǒng)無功補償裝置SVG的研究

易志勇

摘 要：在電力系統(tǒng)中，供電的質(zhì)量以及電網(wǎng)運行的安全可靠性直接關(guān)系到千家萬戶。電力電子裝置是公用電網(wǎng)中最主要的諧波源。隨著電力事業(yè)的逐步發(fā)展，一些具有干擾電力發(fā)展的負面因素正靠得越來越近。如何才能有效地保護電網(wǎng)功率因素下降、波段變化、電壓波動、諧波干擾等情況，為用戶提供最穩(wěn)定的電力保障。

關(guān)鍵詞：電力；穩(wěn)定；無功補償；提升；意識發(fā)展

1 研究的意義

1.1 無功補償?shù)亩x

無功功率補償（Reactive power compensation），簡稱無功補償，在電力供電系統(tǒng)中起到提高電網(wǎng)功率的作用，另外還具有降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境的作用。所以，無功功率補償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個不可缺少的重要位置。

1.2 無功補償?shù)囊饬x

隨著我國工業(yè)實力和城鄉(xiāng)居民生活水平的提高，各類電氣增加，電力負荷超標，導致無功功率的消耗大量增加。

1.3 工作原理

電網(wǎng)輸出的功率包括2部分：一部分是有功功率，另一部分是無功功率。無功補償?shù)木唧w實現(xiàn)方式是把具有容性功率負荷的裝置與感性功率負荷并聯(lián)接在同一電路，能量在兩種負荷之間相互交換，這樣感性負荷所需要的無功功率可由容性負荷輸出的無功功率補償。

無功補償?shù)哪康挠校?/p>

（1）補償無功功率，可以增加電網(wǎng)中有功功率的比例常數(shù)。

（2）可以減少發(fā)、供電設計容量，減少投資。

（3）降低線損。由公式ΔΡ%=（1-cosθ/cosΦ）×100%得出，其中cosΦ為補償后的功率因數(shù)，cosθ為補償前的功率因數(shù)，則cosΦ>cosθ，所以提高功率因數(shù)后線損率也下降，減少設計容量、減少投資，增加電網(wǎng)中有功功率的輸送比例以及降低線損都直接決定和影響著供電企業(yè)的經(jīng)濟效益。所以，功率因數(shù)是考核經(jīng)濟效益的重要指標，規(guī)劃、實施無功補償勢在必行。

一般情況下電網(wǎng)的補償方式包括集中補償、分組補償、單臺電動機就地補償。

2 無功補償?shù)默F(xiàn)狀

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，SVG也在不斷更新，從20世紀80年代引進的第一套SVG裝置到現(xiàn)在，國內(nèi)使用35kV直鏈接SVG裝置在電力局220kV。這種裝置的出現(xiàn)提高了電網(wǎng)的穩(wěn)定性，對發(fā)展智能電網(wǎng)技術(shù)起到了重要的作用，同時也創(chuàng)下了使用這種設備的記錄。

3 SVG控制方法的研究

控制策略的選擇應與補償器的主電路結(jié)構(gòu)和主要功能有關(guān)，而且目前對無償控制的方法比較成熟，基本上都是采用無償功率。這里主要對其進行以下幾種考慮，無功的控制需要對其進行無功電流或者無功功率檢測，選擇合適的檢查方式和有利無功的控制。

無功檢測方式。就現(xiàn)在對無功GVS的檢測主要是d-q變換的方法和基于p-q理論的方法。

系統(tǒng)控制方法。由SVG的工作原理可以從工作中得知，它要根據(jù)無功功率參考值進行調(diào)節(jié)，控制SVG發(fā)出的無功性能和大小，就直接可以補償負載所需要的無功。一般情況下，有兩種方法：一種是直接控制；另一種是間接控制。

如何才能實現(xiàn)系統(tǒng)控制呢？一般就是電流直接控制，我們采用的跟蹤型控制技術(shù)，對電流波性的瞬間值進行反饋控制，直接指令電流發(fā)生。當SVG吸收超前無功電流的時候，其穩(wěn)定狀態(tài)要滿足需求，當系統(tǒng)進入穩(wěn)定的狀態(tài)時，我們可以對其進行下一步操作；當比例關(guān)系不在正常情況時，我們就要利用直接或者間接電流控制方式去控制SVG。直接控制一般與滯環(huán)的選取有關(guān)，這里就不再贅述。

所謂直接電流控制，是通過逆轉(zhuǎn)變器產(chǎn)生交流電壓基波的相位和幅值來間接地控制交流側(cè)電流。間接控制有兩種情況：一種是固定調(diào)節(jié)深度來控制電壓升降，從而實現(xiàn)逆轉(zhuǎn)變電壓幅值的目的；另一種是調(diào)節(jié)控制角穩(wěn)定直流電壓，調(diào)節(jié)控制電壓的深度，實現(xiàn)無功補償。無論是采用雙變量調(diào)節(jié)，還是單變量調(diào)節(jié)，其目的都是為了控制電網(wǎng)的無功狀態(tài)。

4 電磁軟件的應用

電力系統(tǒng)數(shù)字控制系統(tǒng)，通過保障系統(tǒng)的安全性以及經(jīng)濟性，方便工作者在生活中的操作，在電力系統(tǒng)各個領(lǐng)域都被廣泛應用，因此電力系統(tǒng)計算機軟件的應用已經(jīng)成為必然。

經(jīng)過多年的不斷完善，直流元件不但方便數(shù)據(jù)輸入，更有強大的數(shù)據(jù)分析能力，用戶可以直接使用系統(tǒng)計算機。現(xiàn)在軟件不但有了工作站版本，而且有了微機版本，已經(jīng)被國內(nèi)各個行業(yè)廣泛應用。

眾所周知，計算引擎作為整個軟件的核心，其工作能力必須強大，只有這樣，才能進一步完成讀入網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，并根據(jù)其工作原理進行數(shù)學處理、根據(jù)開關(guān)的動作去修改節(jié)點到納矩陣、根據(jù)要求完成控制系統(tǒng)的介入，以求得網(wǎng)絡并輸出變量的功能。

通過系統(tǒng)在工作中可以提高工作效率和質(zhì)量，通過計算機能夠知道結(jié)果并對其進行處理分析，以保證在圖標、數(shù)字面前直接觀察結(jié)果。

（1）計算機運行環(huán)境。工作界面正如我們?nèi)粘５挠嬎銠C界面，主要包括主菜單、工具、工作區(qū)窗口等。但是由于工作性質(zhì)的不同，現(xiàn)實中需要的功能也不同，這就需要我們?yōu)榱诉m應一些功能的需要，設置一些特殊的系統(tǒng)來彌補整個系統(tǒng)的不足。在版本中，用戶模塊的定義是在原來系統(tǒng)的基礎(chǔ)上完成的。在最新的版本中，原件模型定義可以直接在編輯器中對其進行編輯來完成，這樣更加便捷。

（2）系統(tǒng)研究。如何才能更加深入地了解和研究這些系統(tǒng)，最簡單的方式就是研究它對擾動和參數(shù)系數(shù)變化的影響。計算機通過外界影響出現(xiàn)的時域瞬時值、有效值或者頻率分量，獲得對系統(tǒng)特征的了解，以便進一步對其進行研究，得到最有利的依據(jù)。

總之，經(jīng)過多年的發(fā)展研究，系統(tǒng)功能在不斷提升，只有不斷提升，才能不斷被利用。如果系統(tǒng)不提升，如同“人”的專業(yè)素質(zhì)不提升一樣，就會被時代所遺忘，因此只有不斷地改變自我，不斷地更新才能跟上時代的步伐，為社會做出貢獻。

參考文獻

[1]何鄧.SVG無功補償裝置在電力系統(tǒng)中的應用研究[J].中國科技博覽，2012，（37）：373.

[2]黃歡.SVG無功補償裝置在電力系統(tǒng)中的應用研究[J].科技與企業(yè)，2012，（8）：183.

（作者單位：中原油田分公司供電服務中心）