浅谈电力自动化中智能无功补偿技术的应用

浅谈电力自动化中智能无功补偿技术的应用

智能无功补偿技术能够有效解决电力系统中非线性因素导致的不可控问题。文章强调了智能无功补偿技术在电力自动化管理中的重要作用和应用现状，详细讨论了智能无功补偿技术的具体实现措施。

标签：电力自动化；智能无功补偿技术；应用

引言

随着我国社会国民经济的高度发展和人民生活水平的提高，生产、生活用电需求日益增加，电网负荷不断加大，电力系统的安全稳定运行面临着更加严峻的考验。为加强电力系统运行管理力度，提高运行管理效率，人们在电力系统运行管理工作中引入自动化运行管理技术。经过长时间的发展和实践，我国电力系统自动化技术已经较为成熟，但在部分环节还存在一些问题，影响着电力系统的正常稳定运行，同时也对电力企业的经营发展造成了比较突出的负面影响。为妥善解决电网自动化技术的这些缺陷，人们开发了智能无功补偿技术。该技术能够较好地解决上述电力系统的问题，对于优化电力系统结构，改进电网运行质量水平具有重要的推进作用。加快电网自动化运行系统中智能无功补偿技术的开发与应用，已经成为电力企业重点研究的课题之一。

1 智能无功补偿技术在电力自动化系统中的重要作用

科学技术的发展，已经成为当代各行各业前进的主要推动力。作为电子计算机技术和信息技术高度发展并相互结合的结果，电网自动化运行管理技术在电力系统中发挥着重要的作用，并获得广泛的应用。但电网自动化技术并非完美无缺。实际上，电力系统运行中，单相牵引负荷会发生复杂的变化，会导致电力系统中无功功率升高，并在系统中注入负序以及谐波，成为电网安全稳定运行的不稳定因素，同时使电力系统资源利用效率明显降低，进而影响了电力企业的经济效益。谐波、无功、负序这三个问题已经成为影响当前电力系统运行过程的最显著问题。为妥善解决这三个问题，国外有关单位进行了大量相关研究，起的了一定进展。但由于我国人口基数大，用电需要也比国外大得多，电力自动化系统承担的负荷也远超外国，非线性因素给电力系统运转造成了大量的无法预估的问题，严重威胁着电网的安全稳定运行。这些年来，许多大型电力企业都发生了严重的质量事故，给企业和国家造成了重大经济损失。经过深入调查，事故的根本原因都是电网自动化系统中谐波、无功和负序问题没有妥善解决造成的。在电力自动化系统中应用推广智能无功补偿技术，是当前解决电网运行安全问题的重要措施，是保障供电安全和生产活动顺利开展的有效手段，对于提高电力企业经济效益，推动我国电力事业可持续发展具有重要意义。

2 智能无功补偿技术在电力系统自动化管理中应用现状

针对电力系统非线性因素引发的不可控问题，我国进一步加大了无功补偿科

研力度。经过多年的发展，已经取得了一定成效。现阶段我国电力系统中智能无功补偿技术的应用包括：

2.1 真空断路投切电容器

该设备属于无功补偿设备，具有造价低，易操作等特点。缺点是合闸时有较大概率会形成较大电压，进而使设备遭受损害。同时，该设备不具备频繁投切操作的耐受力，如果投切频繁，会使设备的使用寿命大幅降低。

2.2 可控饱和电抗器

该设以调节电抗器饱和程度为手段，改变整个电力回路的电流，从而使得并联滤波器中产生的无功功率与感性电流进行相互抵消，并达到平衡点。其缺点是该设备在运行过程中有谐波形成，同时产生很大的噪音，对于设备使用寿命不利。

2.3 有源滤波器

该设备可以产生于负序电流相反的电流，二者互相抵消，从而达到消除负序电流的目的。该设备具有无功补偿快、调节迅速、无谐波产生等特点。其缺点是造价高昂，不利于广泛推广使用。

2.4 固定滤波器

该设备与电容器和电抗器联合使用，通过对低压侧母线电压的调节，达到降低无功功率的目的。需要注意的是，使用这个设备时，必须提前装好晶闸管和通断开关，以保障滤波功能的实现。

3 电力自动化系统中智能无功补偿技术的应用方法

3.1 正确选择智能无功补偿的方式

不同类型的无功补偿技术所具有的特点也不一样。在实际工作中，要根据具体的应用环境选择正确的无功补偿方式。在进行智能无功补偿方式选择时要坚持以下几个原则：（1）要坚持动态补偿与固定补偿向结合的方式。当前，电力系统正向着规模扩大化、系统集成化和负荷变化复杂化的方向发展着。日趋复杂的负荷变化，使得无功补偿工作难度大幅增加。原有的固定补偿方式已经不再适应当代负荷不断变化的电网运行环境。在选择无功补偿方式时，必须将固定补偿和动态补偿两种方式有机结合到一起，以期实现无功补偿的灵活性。（2）要坚持综合型智能无功补偿方式。随着电力系统中应用的电气设备数量的增多，电网的三相不平衡问题日趋严重。原有的三项共补方式已经不能满足目前的电力需求。由于采用单相补偿技术花费的费用较高，通过智能综合补偿，可以有效降低补偿技术所需花费。同时，采用智能综合补偿，也是保障无功补偿实用效果的必然需求。（3）快速跟踪补偿技术是一种新型的补偿技术，使其与稳定态补偿技术结合使用，是电力自动化无功补偿的一个重要的发展方向。

3.2 正确选择电力系统中智能无功补偿投切开关

投切开关是智能无功补偿技术的重要组成因素，对于无功补偿工作效率和电力系统稳定运行具有重要影响。现阶段，电力系统无功补偿技术中使用的投切开关有以下几个类型：（1）固态继电器。作为电力系统中比较常见的投切开关，固态继电器可以针对预设情况立即作出反应，由于在投切过程中没有额外的负荷产生，所以设备不容易损坏，使用期限更长。使用固态继电器会产生较大的噪音并发生谐波，也会对设备造成一定损耗。（2）一体化智能开关。该设备实际上是固态继电器和接触器并联使用的结果，作为投切开关，它兼具固态继电器和接触器的优点，投切速度快，能量损耗低。不过一体化智能开关造价相对较高，推广阻力较大。（3）智能一体化开关。它是低压真空技术和永磁技术发展到一定水平后结合的产物，不仅可以实现电容过零投切，而且具有经济效益较好、安全可靠、使用周期较长的特点。

3.3 智能无功补偿技术对无功控制措施

智能无功补偿技术，是将计算机技术应用于电网自动控制，通过对三相电流、电压和电力系统中无功变化的追踪调节，从而实现将无功功率转变为可控的物理量进而实现控制及消除的方法。在智能无功补偿的实现过程中，投切限量的确定受电力用户预设的功率影响，需要根据模糊控制理论，进行合理的电容器组合选择。要以三相各自产生的无功功率为依据，进行电容组合的选择，同时要坚持取平补齐的原则，从而有效提高无功补偿的精度。具体要做的以下两点：（1）科学的设置电压限制条件。在设置禁切值和禁投值时，要以无功功率的实际大小为依据，针对性地设置投切的限制阀值，从而保障無功补偿的效率和精度。（2）合理的设定投切的延时功能。通过调整延时时间，以达到对补偿情况的动态跟踪。

4 结束语

电力系统是我国经济发展和人们生活的基础保障设施，它的正常稳定运行对于国家经济安全和国防安全都有着直观重要的影响。智能无功补偿技术对于电网运行过程中非线性因素引发的不可控问题，具有显著的防范作用，加强智能无功补偿技术的深入开发与推广应用，是改善我国电网运行环境，提高电网运行效率，保障供电安全的重要措施。

参考文献

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[2]金永旺.对无功补偿技术在电气自动化中的应用分析[J].科技致富向导，2012（12）.

[3]孙静，孙红亮.浅谈电气自动化中无功补偿技术的应用[J].现代企业教育，