配电网无功补偿方式DWK无功智能控制装置应用效果分析

配电网无功补偿的方式及DWK无功智能控制装置应用效果
分析
摘要：本文分析了配电网无功补偿的方式及装置，阐述了配电网无功补偿优化的意义，并对无功补偿的现行方法、及存在的问题等进行了探讨。

关键词：配电网；无功补偿；方式；无功智能控制装置
1概述
配电网无功规划的主要任务是在已确定的网架基础上，根据无功负荷的分布情况，确定进行无功补偿的方式，选择合适的补偿装置，合理地确定补偿点位置、补偿容量等相关信息，保证配电网能安全、优质、经济地向用户供电。

2配电网无功补偿的方式
通常，配电网无功补偿采用变电站集中补偿、低压集中补偿、杆上无功补偿、用户终端分散补偿等方式进行，下面分别介绍这些方式的特点：
(1)变电站集中补偿方式
为平衡输电网的无功功率，可在变电站进行集中补偿。

在这种方式下，无功补偿主要目的是改善输电网的功率因数，提高终端变电站的电压，补偿主变压器的无功损耗。

补偿装置一般连接在变电站的10kv母线上，易于管理、维护方便，但对配电网的降损作用较小。

(2)低压集中补偿方式
目前，国内较普遍采用的一种无功补偿方式，是在配电变压器低压侧进行补偿。

补偿装置根据用户负荷水平的波动，投入相应数量的电容器进行跟踪补偿。

以提高专用变压器用户的功率因数，实现无功功率的就地平衡，不仅对配电网和配电变压器的降损有一定作用，而且也能保证用户的电压水平。

缺点是无功功率的投切量可能与实际需求相差甚远，就会出现无功功率补偿过多或不足的情况，影响电力系统运行。

(3)杆上无功补偿方式
配电网中大量的公用变压器没有进行低压补偿，无功功率的补偿度受到限制。

造成很大的无功功率缺口需要由变电站或发电厂来填补，使得大量的无功功率沿线传输，增大了配电网网损。

因此，可以把l0kv户外并联电容器安装在架空线路的杆塔上来进行无功补偿，以提高配电网功率因数，达到降损升压的目的。

缺点是保护不易配置，控制成本高，维护工作量大，受安装环境限制等。

在轻载时，需要防止配电线路出现过电压和过补偿现象。

为此，杆土无功补偿的补偿点宜少，不设分组投切，容量也不应过大强。

（4）用户终端分散补偿方式
直接对用户末端进行无功补偿，将最恰当地降低电网的损耗和维持网络的电压水平。

缺点是补偿地点分散，无人管理，而负荷波动的不同时性造成大量电容器在较轻载时闲置，设备利用率不高。

3配电网无功补偿的装置
选择无功补偿设备时要结合具体电网的现状和各种无功补偿方式的特点，针对不同电压等级电网的特殊要求，充分考虑各种无功补偿装置的特性、技术和经济因素。

下面简要介绍各级配电网的常用无功补偿装置：
(1)高压配电网无功补偿装置
高压配电网无功补偿装置广泛地采用高压并联电容器。

高压并联电容器装设在变电站主变压器的低压侧，作用是减小主变压器的无功损耗，提高配电网功率因数，改善变电站出口端电压质量，充分发挥供电设备的效率。

(2)中压配电网无功补偿装置
目前国内通常使用干式自愈型并联电容器作为中压配电网的无功补偿装置。

它的优点是体积小、自愈性能强、损耗低、无污染、安全可靠。

干式自愈型小容量电容器可以直接在配电线路上使用，不需要弱外安装开关及保护熔丝，这样不仅节约了投资费用，也减少了运行维护费用。

(3)低压配电网无功补偿装置
低压无功补偿装置的应用范围较广，可安装于配电变压器低压侧，作为低压侧区无功补偿；也可安装于单台低压电动机附近，随电动机共同启停实现无功就地补偿；还可用于工厂车间配电房或宾馆、大楼配电间进行无功补偿。

4配电网无功补偿优化的意义
配电网无功补偿优化是在保证配电网安全、可靠运行的情况下，通过合理地调配无功补偿设备，调整配电网中的无功功率分布，达到减少配电网有功功率损耗，提高电网经济运行水平，改善电网电压质量的目的。

配电网无功补偿优化不但能提高发电机和变压器的出力，增加线路的输送能力，改善电网电压的质量，而且能够显著降低配电网的线路损耗。

所以，研究配电网无功补偿优化，对提高电网的功率因数、改善电网电压的质量、降低电网的有功损耗、充分利用电气设备，提高经济效益，电网的安全运行等方面都有重要的现实意义。

5 dwk无功智能控制装置简介
(1) 简介：
随电力系统自动化程度的提高，对无功补偿装置智能化要求也进一步提高，要求无功补偿不但能就地进行，还要能从整个电网智能化补偿，以提高电能质量，为此我们开始对变电站无功补偿智能化进行尝试，于1996年8月第一台装置在株洲电业局月形山110kv 变电站投运成功。

1997年8月，由湖南省电力工业局主持召开了成果鉴定会，并获得省电力工业局1998年度科技成果奖。

dwk电压与无功功率智能控制装置采用的自动控制数学模型是
适合湖南电网实际情况的avc模式原理。

采用智能控制器作为控制装置的核心,对温度和干扰环境的适应性较强, 可靠性高，具有性
能稳定、运行可靠、操作简便、信息显示一目了然和自动打印记录的特点，是提高变电站自动化水平、改善供电质量的理想设备。

（2）自控数学模型（avc模式原理）：
1avc模式的基本原理：
① avc模式的基本原理是变电站无功就地平衡和调压就是调无功的原则;
②在电压调整过程中，优先使用补偿资源进行调压，在所有补偿资源用完后再利用升降分接头档位进行调压;
③容性补偿和感性补偿不得同时处于运行状态；
④补偿元件投退与主变分接头的升降调整，都以控制侧电压为准（220kv变电站以110kv侧电压为准，110kv变电站以10kv侧电压为准）。

2avc数学模型：
①首先输入电压上限值vh及电压下限值vl；
②在vh与vl之间，程序自动生成五个区域（见下图），其中d 区为基准电压区，占60%，b、c、e、f四区各占10%。

（小于vl但大于下限闭锁电压时为a区，大于vh但小于上限闭锁电压时为g 区。

）
③电压在基准区（d区）时，无投、退、升、降动作；
④假设电压下降：
. 当电压=ve时,如有电容器投入,则退出一组电容器（直到所有
的电容器全部退出为止）;
. 当电压>=vf 时,如电容器已全部退出，则投入一组电抗器（直到所有的电抗器全部投入为止）;
. 当电压>=vh（但小于上限闭锁电压）时,如电容器已全部退出、电抗器已全部投入，则将主变档位降低一档。

* 当电压大于（或小于）基准电压值的20%时，本装置闭锁输出，不进行投、退、升、降的自动控制操作。

大于基准电压20%，称为上限闭锁值，小于基准电压20%，称为下限闭锁值。

（3）运行效果：
dwk无功智能控制装置通过无功补偿和电压调节使无功功率得
到了自动实时补偿，实现从离线处理到实时处理，从就地平衡到全网平衡，从单独控制到集中控制，避免了人工监视、手动投切的各种弊端，达到了较好的补偿效果。

到目前，已有200多台装置在湖南省及江西省的110kv、220kv变电站安全运行，受到了用户的一致好评，产生了较大的经济效益与社会效益。

6 总结及分析
配电网无功功率补偿是改善电压质量和降损节能的有效手段之一。

近年来，随着各种先进技术在电网中的广泛应用，智能化已经成为电网发展的必然趋势，发展智能电网已在世界范围内形成共识。

无功补偿应顺应这一潮流，采用何种无功补偿方式以及研发新的智能补偿装置仍有许多工作需要我们去做。