智能無功補(bǔ)償技術(shù)在電力自動(dòng)化中的應(yīng)用分析

鄧顯俊++明廷謙++賀源++劉三強(qiáng)

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.25.038

摘 要：智能無功補(bǔ)償技術(shù)在電力自動(dòng)化領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價(jià)值。文章基于對(duì)職能無功補(bǔ)償技術(shù)和電力自動(dòng)化技術(shù)的分析，探討了當(dāng)前智能無功補(bǔ)償技術(shù)在電力自動(dòng)化中的應(yīng)用現(xiàn)狀與存在的問題，詳細(xì)探討了強(qiáng)化智能無功補(bǔ)償技術(shù)在電力自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用路徑。因此，對(duì)促進(jìn)智能無功補(bǔ)償技術(shù)在電力自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用有效提高，同時(shí)也提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性具有重要價(jià)值。

關(guān)鍵詞：智能無功補(bǔ)償技術(shù) 電力自動(dòng)化 應(yīng)用分析

中圖分類號(hào)：TM71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）09（a）-0038-02

隨著城鎮(zhèn)化的不斷建設(shè)、城市化的快速發(fā)展和現(xiàn)代家電種類的增多，國(guó)內(nèi)人均耗電量逐年提升。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2013年國(guó)內(nèi)人均耗電量為3929kW·h，與過去一年相比增多了261kW·h。居民對(duì)電力的需求增大，給供電系統(tǒng)的供電能力造成巨大壓力的同時(shí)，也要求電力系統(tǒng)、電力管理等方面的設(shè)備需具備更強(qiáng)的工作穩(wěn)定性。針對(duì)這一問題，可以選用電力自動(dòng)化技術(shù)處理，但在運(yùn)行過程中仍存在一些不足。本文著重分析在電力自動(dòng)化中智能無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用情況。

1 電力自動(dòng)化的含義

實(shí)現(xiàn)電力自動(dòng)化的前提是擁有先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。電力系統(tǒng)運(yùn)行的過程為：電廠—電網(wǎng)—區(qū)域電網(wǎng)—街道電網(wǎng)—用戶，在電力運(yùn)輸過程中包括多種電力設(shè)備，如配電網(wǎng)、輸電網(wǎng)和多級(jí)變壓等設(shè)備。電力自動(dòng)化是把電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中所有的設(shè)備全部連接在一起，便于利用計(jì)算機(jī)技術(shù)檢測(cè)控制電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電和配電等。同時(shí)還應(yīng)注意，在實(shí)現(xiàn)電力自動(dòng)化的過程中選用部分可控電子元件，目前使用的電力自動(dòng)化由電力信息自動(dòng)化、發(fā)電站自動(dòng)化、配電系統(tǒng)自動(dòng)化以及電力故障處理自動(dòng)化等構(gòu)成。

2 智能無功補(bǔ)償技術(shù)

在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中，經(jīng)常會(huì)受到電氣設(shè)備中電容與電感等元件建立磁場(chǎng)的影響，進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)無功現(xiàn)象，進(jìn)一步在電路中產(chǎn)生電流，這會(huì)在一定程度上為電力系統(tǒng)增大用電壓力，嚴(yán)重降低變壓設(shè)備的使用效率。但這些設(shè)備是維持電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的必要元件。所以，在電力系統(tǒng)中可以選擇加入一種元件，目的是抵消以上過程中產(chǎn)生的無功電流，進(jìn)而減輕電力系統(tǒng)中所承擔(dān)的壓力，提升電力系統(tǒng)的工作效率。在電力系統(tǒng)中安裝一種可以抵消或減少電力系統(tǒng)無功的重要元件，以上操作過程被稱為無功補(bǔ)償。

3 智能無功補(bǔ)償技術(shù)在電力自動(dòng)化應(yīng)用中的現(xiàn)狀

在電力系統(tǒng)中，無功補(bǔ)償技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，而且在電力系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性中起著十分重要的作用，但國(guó)內(nèi)智能無功補(bǔ)償技術(shù)與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比較落后，一般情況下會(huì)選擇以下幾種技術(shù)：（1）固定濾波器，這一設(shè)備在運(yùn)行的時(shí)候需要結(jié)合電力系統(tǒng)的電抗器與電容器，在運(yùn)行時(shí)主要依賴于電壓母線，在電壓母線上可以調(diào)節(jié)電壓，降低甚至抵消無功功率，能起到較好的濾波效果，但在使用前應(yīng)注意斷開電源安裝晶閘管；（2）可控飽和電抗器，這一技術(shù)在調(diào)節(jié)時(shí)利用電抗器的飽和程度，進(jìn)而改變電力系統(tǒng)中電流的大小，然后促進(jìn)并聯(lián)濾波器中無功功率與感性電流功率的抵消進(jìn)度，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。但這一技術(shù)在使用過程中會(huì)存在部分噪音，會(huì)在一定程度上縮減設(shè)備的使用年限；（3）靜止無功補(bǔ)償裝置，這一技術(shù)是為了補(bǔ)償負(fù)載無功功率，運(yùn)用的范圍比較廣泛，這一設(shè)備由多個(gè)靜止元件構(gòu)成，利用元件的并聯(lián)實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償，提高工作效率，但在這一設(shè)備中，較難準(zhǔn)確控制電網(wǎng)效率，應(yīng)用效果有較大提升空間。

4 智能無功補(bǔ)償技術(shù)在電力自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用路徑

4.1 選用合適的智能無功補(bǔ)償技術(shù)

智能無功補(bǔ)償技術(shù)會(huì)直接影響到補(bǔ)償效果。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，國(guó)內(nèi)在優(yōu)化設(shè)計(jì)與電力設(shè)備這個(gè)方面不斷改進(jìn)，在相關(guān)領(lǐng)域中出現(xiàn)的運(yùn)用方式也隨之增多，承擔(dān)的載荷多種多樣，難以達(dá)到預(yù)期的效果。所以，在實(shí)際運(yùn)用是可以把固定補(bǔ)償技術(shù)和智能動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)聯(lián)系在一起。智能無功補(bǔ)償技術(shù)一直在更新，可以綜合選用的無功補(bǔ)償技術(shù)也越來越多。如在電網(wǎng)中最常見的問題是三相不平衡，在無功補(bǔ)償中，可以選擇單相補(bǔ)償這一技術(shù)，但成本較高，且無法滿足三相共補(bǔ)的要求。無功補(bǔ)償技術(shù)還可以選用公分結(jié)合的補(bǔ)償技術(shù)，這一成本較低，且可以滿足三相共補(bǔ)的要求。除此之外，還可以選擇將快速跟蹤補(bǔ)償與穩(wěn)定態(tài)補(bǔ)償聯(lián)系在一起。

4.2 選用合適的投切開關(guān)

在無功補(bǔ)償技術(shù)中投切開關(guān)屬于核心設(shè)備，在選用投切開關(guān)時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選定，目前常見的投切開關(guān)有以下幾種：（1）機(jī)電一體化的智能真空開關(guān)，因?yàn)橹悄苷婵臻_關(guān)是由永磁操作機(jī)構(gòu)與低壓真空滅弧室構(gòu)成，在電容器串聯(lián)電抗回路中應(yīng)用范圍較廣，且在運(yùn)行過程可以讓電壓達(dá)到0，操作性較強(qiáng)，安全系數(shù)較高，且使用壽命相對(duì)較長(zhǎng)；（2）過零觸發(fā)固態(tài)繼電器，這種投切開關(guān)在運(yùn)行過程中運(yùn)轉(zhuǎn)速度很快，且不會(huì)影響其他電路中的運(yùn)行情況，也不會(huì)影響電力系統(tǒng)設(shè)備的使用年限。過零觸發(fā)固態(tài)繼電器的使用壽命相對(duì)來說較長(zhǎng)，在運(yùn)行過程中會(huì)消耗部分功率，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生諧波；（3）機(jī)電一體復(fù)合智能開關(guān)，它的運(yùn)行需要將交流處電器與固態(tài)繼電器并聯(lián)在一起，其優(yōu)點(diǎn)是耗電低、運(yùn)行快，但兩者結(jié)合在一起運(yùn)行成本較大，其科學(xué)性有待提升。以上3種是適用范圍較廣的投切開關(guān)，都具備自個(gè)優(yōu)缺點(diǎn)，所以，在實(shí)際運(yùn)行中應(yīng)根據(jù)自身需求選用合適的投切開關(guān)。

4.3 重視選擇智能無功補(bǔ)償控制器

在智能無功補(bǔ)償中，智能無功補(bǔ)償器屬于指揮系統(tǒng)的一部分，在實(shí)際運(yùn)行過程中，元件保護(hù)、參數(shù)設(shè)定以及運(yùn)算等都需借助無償控制器，所以，應(yīng)重視選擇智能無功補(bǔ)償控制器。至今為止，運(yùn)用最廣泛的智能無功補(bǔ)償控制器有無功功率型控制器、功率因數(shù)型控制器和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償控制器等。目前無功功率型控制器在控制線路穩(wěn)定性方面效果最佳，但因國(guó)內(nèi)技術(shù)相對(duì)比較落后，所以產(chǎn)品的質(zhì)量有待提升。使用方法最為簡(jiǎn)便且使用時(shí)間較長(zhǎng)的一種是功率因數(shù)控制器，但這一方法的使用范圍會(huì)受到一定程度的限制。而動(dòng)態(tài)補(bǔ)償控制器最突出的優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力較強(qiáng)，在運(yùn)行過程中能達(dá)到動(dòng)態(tài)控制，但國(guó)內(nèi)生產(chǎn)該設(shè)備耗時(shí)較長(zhǎng)，所以無法一次性生產(chǎn)出補(bǔ)償功率。

4.4 加強(qiáng)智能補(bǔ)償無功控制

加強(qiáng)智能補(bǔ)償無功控制是利用計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)中電流、電壓和其他數(shù)據(jù)的變化狀況，再確定無功功率，選出科學(xué)合理的電容器組合。以配電系統(tǒng)無功功率為依據(jù)，選出科學(xué)合理的電容器組合，以求提高精確度，擴(kuò)大智能無功補(bǔ)償?shù)氖褂梅秶?。操作詳情如下：?）科學(xué)合理的控制電壓限制的條件，在智能系統(tǒng)中設(shè)置欠壓保護(hù)設(shè)備和過壓保護(hù)設(shè)備，此外還能設(shè)置投切電壓值；（2）設(shè)置合適的投切時(shí)間，在投切開關(guān)這方面可以選用延時(shí)投切，但應(yīng)保證同一組電容的投切時(shí)間相同，若設(shè)有快速跟蹤補(bǔ)償可將時(shí)間設(shè)置為0。

5 結(jié)語

目前國(guó)內(nèi)擁有的計(jì)算機(jī)技術(shù)較為先進(jìn)，所以，電力自動(dòng)化發(fā)展較穩(wěn)定。電力系統(tǒng)自動(dòng)化主要體現(xiàn)在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程控制兩方面，這樣除可以維持電力系統(tǒng)穩(wěn)定外，還可以有效地管理電力系統(tǒng)。在電力系統(tǒng)中，可選用智能無功補(bǔ)償技術(shù)實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償，抵消電力損耗，提高電力資源的質(zhì)量，延長(zhǎng)其使用壽命，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定持久發(fā)展。在電力自動(dòng)化中智能無功補(bǔ)償技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化管理，有利于國(guó)內(nèi)電力事業(yè)的發(fā)展。

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