社會生產和國民經濟的持續(xù)發(fā)展，導致我國電力使用的需求量和電力設備在持續(xù)增加，所以電網無功需求也隨之增長，電力系統(tǒng)中裝備無功補償裝置成為滿足逐漸增長的電力需求的必要手段，并且電力電子技術發(fā)展、智能化控制系統(tǒng)的完善也給無功補償技術的使用增加了必要保障。本文通過詳細闡述智能無功補償技術，用于說明此項技術的必要性和先進性。

     1 電力自動化和智能化概述

     伴隨城鄉(xiāng)電網逐步改造計劃的進行，近些年來自動化智能無功補償技術廣泛應用于各個地區(qū)的低壓配電網絡的公用配變，它以計算機網絡技術發(fā)展為基礎，將發(fā)電廠、變電站、輸配電網絡、用戶四者相結合，通過統(tǒng)一的系統(tǒng)技術將其有效融合于一體，使之從電力生產到電力供應全線工程的自動化檢測與控制，使整個供電過程達到高效節(jié)能。具體來講，則是電力系統(tǒng)從發(fā)電到供電一直到變電使用的過程中，把一些設備有效結合，通過計算機與可控電子元件，完成線路的切斷與接通、電壓的調整或改變從而控制電力流動，實現自動化供電。

     自動化電力系統(tǒng)主要有子系統(tǒng)：電網調度與發(fā)電廠的自動化、電力系統(tǒng)信息傳送、電力系統(tǒng)自動化故障處理、供電系統(tǒng)和網絡自動化管理等。建立整個體系的目的意在實現從電力生產到傳輸直到使用整個過程都采取自動化無障礙控制，使電力供應達到高效、低耗、安全。

     理應注意的是，電力自動化與智能監(jiān)控管理密不可分，因為實現自動化就是完成電力系統(tǒng)智能化管理，利用網絡自動化實現系統(tǒng)每一環(huán)節(jié)動作運行的自動化，并能夠根據實際供電實現智能化調整與切換，達到電力網絡運行過程中“無人值守”的標準，如此既能夠保證人員人身安全，亦能避免人為誤動造成損失。可以預見實現自動化智能網絡控制系統(tǒng)是電力網絡自動化的最終目標。

     2 傳統(tǒng)低壓無功補償技術

     自動化技術在電力系統(tǒng)中的應用有效減少了變電站工作人員的勞動強度，增加了電力運行的安全性，電力系統(tǒng)運行過程中亦變得不可或缺。傳統(tǒng)低壓無功補償技術有以下幾個主要部分：

     1)收集單一信號，使用三相電容器，實現三相共補。此類補償方式主要應用在三相負載(電動機)的場合，但是如果目前所負載的主要是居民用戶，那么三相負荷極有可能無法達到平衡，各相無功需量亦不同，運用此種補償方式在很大程度上會發(fā)生過補或欠補，因為自動化技術無法到位，導致電網補償矯枉過正，無法對電網線損實現補償的有效性。此種方法并沒有詳細考慮電壓系統(tǒng)中的各種平衡關系以及區(qū)域內無功優(yōu)化。

     2)投切開關大多使用交流接觸器。交流接觸器是最早適應的一種低壓電容器投切開關，才投切方法比較傳統(tǒng)，因為三相交流電呈現120°相位，在進行投切控制的時候，理論操作上并沒有一個最佳相位點，導致其在使用過程中，切換的時候需要一個過渡過程，其響應的速度很慢，若電路發(fā)生故障無法及時得到控制，投切時易對電網生成沖擊涌流，導致其壽命較短，甚至爆炸，諧波有很大的污染，使用過程中維護所花費成本較高，而且不能夠操作頻繁，影響到電路線路補償。

     3)無功控制策略。控制物理量的因素有電壓、電流、功率因數，投切方式分為循環(huán)與編碼投切。此種策略并沒有涉及到電壓平衡和區(qū)域無功的進一步優(yōu)化，此類控制方式相對工程較大，所需控制的物理量很多，從而使得整個電力系統(tǒng)進行無功補償的成本增加，也導致工作繁復，增加了技術實施中錯誤的發(fā)生率。

     4)一般沒有配電監(jiān)測的能力。因為電路中很容易發(fā)生故障，但是卻無法進行詳細的檢測，并進行合適的控制和修復，所以這類補償技術欠缺和自動化相匹配的設施，無法很好自動化控制電路。

     3 電力系統(tǒng)無功補償技術要點

     3.1 確定補償容量

     補償容量作為確定補償的關鍵性指標參數，亦是完成智能補償的基礎性數據，此數據

     的確定過程較為復雜，根據各自的供電及其使用用戶來確定計算的，只有確定了補償容量方可實現系統(tǒng)運轉正常。首先確定合適的補償點，使用最優(yōu)化結果選擇合適的計算方法確定最需補償節(jié)點的最佳補償，選取最合適的補償容量，在電力系統(tǒng)中有著較為實際的可行性和實用性。

     3.2 常規(guī)補償方式的選擇

     補償方式一般分為三項共補、分相補償、綜合補償(共補與分補共用)。一般供電系統(tǒng)，需要的補償容量>60 kvar使用綜合補償。選擇合適的無功補償方式，能夠保障電壓水平保持合格及穩(wěn)定性，提高電網有效運行，降低整個電網的網損失程度。

     3.3 系統(tǒng)補償級數的選擇

     級數越多，補償精度越高，但相對增加了裝置成本和設備體積，所以級數選擇時需綜合考慮。根據整個電網系統(tǒng)的運行情況，使用合理的方法選擇對應的補償級數，使其達到最合理的狀態(tài)，經濟成本以及運行都要進行有效的考慮。

     3.4 系統(tǒng)投切方式

     使用此種方法的時候，需要盡可能減小裝置體積，將結構簡化，增加可靠性，即將電容器安裝一定容量比分組，根據自動化軟件選擇組合投切。

     在選擇投切方式的時候，與補償級數的確定進行有效的結合，是整個系統(tǒng)保持平衡，達到最優(yōu)化。

     4 智能無功補償技術分析

     用電量與電力設備持續(xù)增加，電網無功需求量亦隨之增長，安裝無功補償裝置是電力系統(tǒng)滿足電力需求增加的主要手段，電力電子和智能化系統(tǒng)技術的持續(xù)發(fā)展為使用無功補償技術提供了有效保障。

     4.1 選擇補償方式

     第一種：固定補償和動態(tài)補償有效結合。伴隨社會經濟技術發(fā)展，負載類型相對復雜，電網的無功需求越來越高，所以單純固定補償無法滿足要求，而新動態(tài)補償技術可以更好地適應負載變化。第二種：三相共補和分相補償有效結合。新設備特別是大量電力電子、照明家居設備等，需要兩相供電，所以電網出現的三相不平衡狀況逐漸增加，三相共補同投同切方法已不能解除三相不平衡問題，如全部使用單相補償導致投資較大。使用按照負載情況考慮其經濟性共分結合方式才能充分應用于新經濟條件下。第三種：穩(wěn)態(tài)補償和快速跟蹤補償相結合。此類補償方法是未來發(fā)展趨勢。主要針對大型鋼鐵冶金企業(yè)，其有較為復雜的工藝、電量需求大、負載變化較快且波動大，若無功補償充分有效，能夠提高功率因數、降低損耗節(jié)能，充分挖掘設備工作容量，發(fā)揮設備能力，增加工作效率及產量和質量，提高經濟效益。

     4.2 選擇投切開關

     當前使用投切開關有以下幾類：過零觸發(fā)固態(tài)繼電器。特點為動態(tài)響應很快，投切時不會對電網形成沖擊、沒有涌流，壽命長，有一定功耗和諧波污染，目前較為普遍使用。機電一體化智能復合開關。該開關是交流接觸器及固態(tài)繼電器并聯運行，結合兩種開關優(yōu)點，實現快速投切，降低功耗。主要由于成本和可靠性原因較少應用。機電一體化智能型真空開關。此開關使用低壓真空滅弧室和永磁操作機構，使電容實現過零投切，而且適應電容器串聯電抗器回路的投切，壽命較長，有較高可靠性，目前正在進行商品化。使用智能型無功控制策略。根據三相電壓、電流信號，跟蹤系統(tǒng)中無功變化，無功功率作為控制物理量，用戶所設功率因數作為投切參考限量，根據模糊控制理論智能選擇電容器組合，智能投切針對星-角結合情況。電容投切控制使用智能控制理論，自動及時地投切電容補償，補償無功功率容量。依據配電系統(tǒng)三相中每一相無功功率的大小智能選取電容器組合，根據“取平補齊”方式投入電網，實現電容器投切的智能控制，提高補償精度。主要措施有：電壓限制條件較為科學。智能系統(tǒng)曾設定欠電壓保護值，能夠設置禁投、禁切電壓值，可以缺相保護功能，用功功率進行投切限值設定。設置投切延時時間具有調性。同組電容投切動作所需時間間隔能夠設置，快速跟蹤補償設置能夠為零。

     4.3 計算功率因數

     選定具有代表性的時間段，依據變電站所計算的出線單位時間的線路有功電量與線路無功電量，計算分析線路功率因數。

     5 總結

     伴隨科技進步發(fā)展，高科技企業(yè)逐步增加，信息技術與電力部門相融合已成為趨勢，電力系統(tǒng)自動化的進步發(fā)展，使電力部門為能夠公眾提供更好的服務，使之更便捷、高效。在滿足用戶需求同時，電力企業(yè)還應該加強用戶電網的治理和監(jiān)控，結合各種新技術與設備，使之能夠更快速的發(fā)展，無功補償技術也會因此而更經濟有效。而電力從產出到運輸然后直到使用都需要精密的計算和安全指導，才可以更好的應用于各種經濟生活當中。

文章來源：北極星電力網