探討變電站無功補(bǔ)償策略

國網(wǎng)合肥供電公司 李東輝

探討變電站無功補(bǔ)償策略

國網(wǎng)合肥供電公司 李東輝

隨著電力事業(yè)的快速發(fā)展，電網(wǎng)無功補(bǔ)償中變電站無功補(bǔ)償作用越來越突出，成為了電網(wǎng)建設(shè)的重要組成環(huán)節(jié)，也是確保電力安全的主要基礎(chǔ)。在科學(xué)技術(shù)水平不斷提升，人們生活質(zhì)量不斷提高的形勢下，人們對電能質(zhì)量要求越來越高，對變電站無功補(bǔ)償提出了新的要求。本文在分析變電站無功補(bǔ)償現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，闡述變電站無功補(bǔ)償策略。

變電站；無功補(bǔ)償；策略

隨著電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電力設(shè)備越來越多，系統(tǒng)運(yùn)行方式越來越復(fù)雜，電網(wǎng)無功分布更加復(fù)雜，極大的增加了電網(wǎng)無功補(bǔ)償尤其是變電站無功補(bǔ)償?shù)碾y度?，F(xiàn)階段，變電站無功補(bǔ)償方式依然為投切電容器或者電抗器，在某些情況下，這些補(bǔ)償方式已經(jīng)無法滿足智能電網(wǎng)的需求。所以，針對變電站無功分布與電壓的具體情況，提出更加適用的策略，促進(jìn)變電站及電網(wǎng)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

一、變電站無功補(bǔ)償現(xiàn)狀

在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，無功損耗主要是線路、變壓器中感性無功負(fù)荷產(chǎn)生的無功損耗。因?yàn)楦邏壕€路、變壓器等值電抗大于等值電阻，導(dǎo)致變壓器無功損耗超過了有功損耗，進(jìn)而致使整個(gè)系統(tǒng)無功損耗超出了有功損耗。變壓器無功損耗在電力系統(tǒng)無功需求中占有很大比例，基本達(dá)到了無功負(fù)荷的75%。為了改善與提高電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量，發(fā)揮變電設(shè)備的作用，降低電能損耗，提升用戶端的功率因數(shù)是不夠的，還需要在變電站中設(shè)置無功補(bǔ)償裝置，這樣才可以實(shí)現(xiàn)變電站的無功補(bǔ)償。

在進(jìn)行變電站無功補(bǔ)償?shù)臅r(shí)候，必須堅(jiān)持分區(qū)、分層、分變電站補(bǔ)償?shù)脑瓌t，實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償?shù)木偷仄胶?，并且留有足夠的事故無功功率備用容量。在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，最大無功功率負(fù)荷取7-8%。

二、變電站無功補(bǔ)償策略

（一）傳統(tǒng)無功補(bǔ)償裝置

1.同步發(fā)電機(jī)

同步發(fā)電機(jī)具有有功電源，除了供應(yīng)有功功率之外，還可以供應(yīng)少量的無功功率，對電力運(yùn)輸中產(chǎn)生的無功損耗進(jìn)行補(bǔ)償。當(dāng)電力系統(tǒng)處在低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)候，同步發(fā)電機(jī)在供應(yīng)有功功率之外，還會(huì)吸收無功功率。然而在調(diào)整電流的時(shí)候，系統(tǒng)處于超負(fù)荷運(yùn)行，同步發(fā)電機(jī)可以同時(shí)供應(yīng)有功功率與無功功率。

2.并聯(lián)電容器

并聯(lián)電容器在無功補(bǔ)償設(shè)備中，基本不會(huì)損耗有功功率，在進(jìn)行設(shè)備操作與維護(hù)的時(shí)候，也非常便利，在我國電力系統(tǒng)中得到了普遍運(yùn)用。并聯(lián)電容器無功補(bǔ)償方式主要包括三種：集中補(bǔ)償、分組補(bǔ)償、就地補(bǔ)償，其主要根據(jù)安裝位置予以劃分。為了獲取更高的經(jīng)濟(jì)效益實(shí)現(xiàn)無功就地補(bǔ)償，可以在居民區(qū)、工業(yè)區(qū)附近安裝并聯(lián)電容器。并聯(lián)電容器無功補(bǔ)償電路及相量圖如圖1所示。

圖1 并聯(lián)電容器無功補(bǔ)償電路及相量圖

（二）靜止無功補(bǔ)償裝置

1.飽和電抗器

飽和電抗器是一種較早開發(fā)的靜止無功補(bǔ)償裝置，盡管反應(yīng)速度快于同步調(diào)相機(jī)，但是為了達(dá)到鐵心磁化飽和，不僅會(huì)出現(xiàn)很大的噪聲，還會(huì)對設(shè)備自身產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p害。同時(shí)，飽和電抗器也是一種非線性電路，在運(yùn)用的過程中，經(jīng)常出現(xiàn)一些難以解決的問題，又無法進(jìn)行電荷的分相調(diào)節(jié)，導(dǎo)致飽和電抗器應(yīng)用并不普遍。

2.晶閘管型靜止無功補(bǔ)償裝置

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，人們對電力系統(tǒng)的無功功率控制越來越重視，并且進(jìn)行了深入研究，研制了一種新型靜止無功補(bǔ)償裝置，即晶閘管型靜止無功補(bǔ)償裝置。同以往無功補(bǔ)償裝置相較而言，其性能更加優(yōu)良，在我國電力系統(tǒng)運(yùn)行中得到了普遍應(yīng)用。

3.靜止同步補(bǔ)償裝置

在科學(xué)技術(shù)水平不斷提高，電子科技不斷進(jìn)步的形勢下，無功補(bǔ)償裝置性能也在逐漸完善。靜止同步補(bǔ)償裝置是一種自激式無功補(bǔ)償裝置，不需要傳統(tǒng)儲(chǔ)能元件提供或吸收無功功率，其主要就是借助直流電壓源或電流源予以間接提供或吸收無功功率，并且借助功率器件的變流器對無功電流的輸送進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)接入點(diǎn)電壓的有效控制。針對靜止同步補(bǔ)償裝置而言，不會(huì)因?yàn)橄到y(tǒng)電壓的降低而減少無功補(bǔ)償，所以，可以通過控制同步電壓源電壓的方式予以無功補(bǔ)償。當(dāng)同步電壓源電壓低于系統(tǒng)端電壓的時(shí)候，就會(huì)產(chǎn)生電感性電流；當(dāng)同步電壓源電壓高于系統(tǒng)端電壓的時(shí)候，就會(huì)產(chǎn)生電容性電流。

（三）改進(jìn)無功補(bǔ)償裝置策略

為了增強(qiáng)電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，電力輸送的穩(wěn)定性，減少電力運(yùn)輸損耗，必須加深對無功補(bǔ)償裝置的研究，為電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。根據(jù)我國目前的國情發(fā)展，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，傳統(tǒng)并聯(lián)電容器的應(yīng)用較為普遍。在電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大的形勢下，人們對電能質(zhì)量要求越來越高，為了確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全、穩(wěn)定，選用的投資少、結(jié)構(gòu)簡單的無功補(bǔ)償裝置已經(jīng)無法滿足電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求，需要加以改進(jìn)。在我國變電站無功補(bǔ)償中，無功補(bǔ)償裝置改進(jìn)思路就是：加強(qiáng)并聯(lián)電容器和靜止同步補(bǔ)償裝置的有機(jī)結(jié)合。通過這樣的結(jié)合可以有效擴(kuò)展無功補(bǔ)償裝置運(yùn)行的感性與容性，快速調(diào)節(jié)日常電力供應(yīng)，并且對突發(fā)情況進(jìn)行有效的應(yīng)對。

三、結(jié)束語

總而言之，隨著社會(huì)的快速發(fā)展與進(jìn)步，人們生活水平的不斷提高，對電力供應(yīng)的安全性與穩(wěn)定性越來越重視。為此，構(gòu)建安全、高效的電力運(yùn)輸系統(tǒng)成為了電力事業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵所在。針對變電站無功補(bǔ)償而言，需要結(jié)合我國國情不斷改進(jìn)與完善無功補(bǔ)償裝置，實(shí)現(xiàn)電力供應(yīng)的安全、可靠，從而促進(jìn)我國電力事業(yè)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

[1]王一杰,趙舫,丁穎,等．基于最優(yōu)覆蓋法的變電站無功補(bǔ)償容量優(yōu)化配置研究[J]．電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2011(15)．

[2]肖毅．關(guān)于變電站無功補(bǔ)償設(shè)備運(yùn)行維護(hù)策略的研究[J]．科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2014(02)．

[3]郝麗．變電站無功補(bǔ)償?shù)淖饔眉盁o功優(yōu)化初探[J]．中小企業(yè)管理與科技,2014(20)．