對電力調(diào)度無功補償技術(shù)的探討

張萍 汪進波

摘要：由于我國現(xiàn)在的各方面發(fā)展都很迅速，而由于科學技術(shù)以及生活水平的不斷提高，家用電器以及各種自動機器種類的增加，使人們對于用電的需求量也是在持續(xù)的增加。尤其是在烈日炎炎的夏季，每年的用電量在這時都會急劇的增加，往往會出現(xiàn)由于用電量過大而造成的電路損壞或者是為節(jié)約電量而停電等的發(fā)生，給人們的生活帶來很大的不便。由于無功補償技術(shù)具有設備簡單、容易操作和維護方便等特點，所以其在國內(nèi)電力調(diào)度中的使用逐漸增多并巳成為降低電網(wǎng)損耗的重要手段。本文就對電力調(diào)度無功補償技術(shù)的有關內(nèi)容進行分析，可供參考。

關鍵詞：電力；調(diào)度；無功補償技術(shù)

1無功補償技術(shù)的概述

無功補償技術(shù)是指通過使用相關電力設備為電網(wǎng)提供必要的無功功率，并且在一定程度上提高電網(wǎng)的功率因數(shù)從而降低電網(wǎng)的電能損耗起到無功補償電源的作用最終提高整個電網(wǎng)電壓的質(zhì)量。無功補償技術(shù)的關鍵在于產(chǎn)生一定的無功功率，其對于整個用電網(wǎng)絡的正常工作具有十分重要的意義。如果沒有無功功率，則變壓器的一次線圈便無法產(chǎn)生磁場，進而導致二次線圈無法感應出電壓。所以如果沒有無功功率，變壓器便無法進行變壓工作、電動機便無法轉(zhuǎn)動。正常情況下，用電設備不但要從電源取得有功功率，同時還需從電源取得無功功率，如果電網(wǎng)中的無功功率供不應求，用電設備就沒有足夠的無功功率糙立正常的電磁場，這些用電設備就不能維持在額定情況下工作，用電設備的端電壓就要下降，從而影響用電設備的正常運行。但從發(fā)電機和高壓輸電線供給的無功功率遠遠滿足不了負荷的需要，所以需要在電網(wǎng)中要設置一些無功補償裝置來補充無功功率，以保證用戶對無功功率的需要，這樣用電設各才能在額定電壓下工作。

2電力調(diào)度無功補償技術(shù)

2.1同步電機技術(shù)

同步電機技術(shù)的服務對象是轉(zhuǎn)速在一定狀態(tài)下相同的交流電機。這種技術(shù)之所以能實現(xiàn)功率的無功補償，主要是在這種技術(shù)的操作下，同步電機運行方式是有規(guī)律的，運行狀態(tài)也很穩(wěn)定，這時它們的功率因數(shù)特性是一樣的，都有延遲性或者落后性。要使功率因數(shù)擺脫落后狀態(tài)，可以對激勵電流進行調(diào)整，使其數(shù)值降低，進而影響到相關的輸出無功電流，主要指的是大小和方向，這樣多余的無功也能被吸收。激勵電流的調(diào)整比較適合于同步電動機，但是總成本比較高，所以這種技術(shù)的經(jīng)濟效果差。

2.2靜止無功補償器技術(shù)

這種技術(shù)的運用對象是電容器和電抗器，如果這種靜止無功補償器是自由的，就會在保證無功補償效果達到預期目標同時，也會保證電力系統(tǒng)正常運行。但是在實際中，晶閘管對其具有一定的管控作用，電抗器投切過程就容易出現(xiàn)紕漏，比如產(chǎn)生諧波。

2.3靜止無功發(fā)生器技術(shù)

這種技術(shù)應用在無功補償中，得需要專門的電路，即三相橋式交流電力，并且這種技術(shù)的服務對象是小容量的儲能元件，將這種儲能元件安裝在直流一側(cè)，相關部位的電壓就能時刻處于正常值，而無功功率的補償則需要通過PWM控制。這種技術(shù)雖然補償效果比較好，但是控制步驟不簡單。

2.4并聯(lián)電容器技術(shù)

并聯(lián)電容器就是比較常用的一種方法。由于其攜帶方便以及使用方便等優(yōu)點很受人們的歡迎。它在使用的過程中是可以將應用在電力調(diào)度系統(tǒng)中的各種補償元件來進行控制與管理的，在電力調(diào)度的過程中可以使電能的消耗率達到最小，所以來說，并聯(lián)電容器這一元件在電力系統(tǒng)中的應用還是比較廣泛的。但是由于并聯(lián)電容器在使用的過程中由于其在在補償電能時可能會有不準確的電容量，使其不能準確補償電氣，所以使其無功補償?shù)男Ч蜁胁铄e，因此對其的研究并不是很多。

3無功補償技術(shù)的配置原則

近年來，雖然無功補償技術(shù)得到廣泛應用，但采用無功補償技術(shù)獲得必要無功功率的發(fā)電廠數(shù)量卻不多，因此要加強電廠對無功補償技術(shù)的應用，進而提高整個供電系統(tǒng)的功率因數(shù)，降低電能損耗，提高電網(wǎng)電壓質(zhì)量。低壓電網(wǎng)的供電設備和各級網(wǎng)絡消耗的電能比重最大為了最大程度地提高無功功率、降低電能損耗，應用無功補償技術(shù)應當遵循以下原則：就地平衡和分級補償。具體就是在輸電網(wǎng)中合理分配無功補償設備根據(jù)不同設備的特點進行集中和分散管理，比如，將并聯(lián)電抗器、靜止補償器和同步調(diào)相機等設備安排在相對集中的區(qū)域，而并聯(lián)電容器則應當分散安排或就地配置。

4無功補償?shù)膬?yōu)化算法

隨著國內(nèi)外學者對電力系統(tǒng)無功優(yōu)化問題研究的深入和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，一些新的優(yōu)化算法被不斷提出。由于遺傳算法具有很好的全局收斂性，因此該算法及其改進算法也被引入到了無功優(yōu)化領域。采用MPGA進行無功優(yōu)化的步驟如下：第一，將染色體和適應度分別對應于ASVG優(yōu)化配置問題的可行解和目標函數(shù)。第二，確定初始種群和子種群的規(guī)模、各子種群的遺傳控制參數(shù)、迭代代數(shù)、遷移控制參數(shù)等。第三，初始化染色體，形成子種群。第四，對各子種群進行獨立的遺傳操作，計算每代染色體對應的正常狀態(tài)下的投資費用、運行費用以及恢復狀態(tài)下的切負荷費用、緊急控制費用和電壓崩潰的預想費用，形成適應值。第五，通過人工選擇算子選擇出各種群每一代的最優(yōu)染色體，并將其放入精華種群保存。第六，終止條件判斷：若達到終止條件，則終止計算并輸出優(yōu)化結(jié)果；否則進入下一步。第七，各子種群之間進行遷移操作，轉(zhuǎn)到“第四步”。

5結(jié)語

隨著我國各方面的發(fā)展，各種問題也就隨之而來了，尤其是電力的問題。因此，我國對于無功補償技術(shù)在電力調(diào)度中的應用以及研究就越發(fā)的重視，而我國的電力施工部門以及各位專家學者們也是在盡著自己的一份力量來為人們的幸福生活做出自己的努力。調(diào)度人員應遵循無功補償?shù)呐渲迷瓌t，合理利用現(xiàn)有設備進行無功補償調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)電能的高效利用。

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（作者單位：國網(wǎng)湖北咸寧供電公司1

咸寧市勘察建筑設計院2）

作者簡介：

張萍（1987.11-），女，湖北赤壁人，武漢大學電氣工程師學院學士，專業(yè)方向：調(diào)度運行。

汪進波（1989.04-），男，湖北天門人，武漢大學電氣工程師學院學士，專業(yè)方向：電氣設計。