浅论智能电网中的电力无功补偿技术

浅论智能电网中的电力无功补偿技术

发表时间：2018-05-28T10:00:23.683Z 来源：《电力设备》2018年第2期作者：刘晓东徐开放

[导读] 摘要：随着社会生产和国民经济的持续发展，我国电力使用的需求量和电力设备在持续增加，所以电网无功需求也随之增长，电力系统中装备无功补偿装置成为满足逐渐增长的电力需求的必要手段，并且电力电子技术发展、智能化控制系统的完善也给无功补偿技术的使用增加了必要保障。

（国网淮北供电公司安徽省淮北市 235000）

摘要：随着社会生产和国民经济的持续发展，我国电力使用的需求量和电力设备在持续增加，所以电网无功需求也随之增长，电力系统中装备无功补偿装置成为满足逐渐增长的电力需求的必要手段，并且电力电子技术发展、智能化控制系统的完善也给无功补偿技术的使用增加了必要保障。本文通过详细阐述智能无功补偿技术，用于说明此项技术的必要性和先进性。

关键词：智能电网；电力；无功补偿技术

1.智能电网中无功补偿技术的基本原理

无功补偿技术的基本原理是将容性功率的负荷装置、感性功率负荷在同一电路上并联，电能量在两种负电荷之间转换。容性负荷的无功补偿就会给与感性负荷所需要的功率。正常情况下0.95是合理功率因数补偿。

正常智能电力设备工作中，用电设备在从电源取得有功功率的同时，也要从电源处取得无功功率。一旦电网中产生的无功功率出现供不应求的话，那么智能电力设备就会因为不足够量的无功功率而无法建设完整正常工作的电磁场，致使当下的电网中设备不能在额定情况下维持工作进行，进而电压就会随之产生下降，将严重影响电网设备正常工作运行。但是实际的情况是发电机、高压输电线提供的无功功率是无法满足负荷需求的，那么就要求在电网中增加一部分的无功补偿技术设备进行无功功率的补充，保证广大用户无功功率需求的同时使智能电力设备能够在额定电压中正常运行。

1.1无功补偿装置降低电力网的损耗

使电容器等一些无功补偿设备装置在电网中国并联，能够将感性负荷消耗掉的无功功率补偿回来，那么电力线路设备输出的由电源端向感性负荷的无功功率就会适当减少。电网中无功功率流动性的减少，就会降低变压器、电力线路设施输出无功功率而产生的电能消耗，这就是智能电网中的无功补偿技术，它不仅可以提高功率因数，而且也是投资少见效快的一种将损耗节能措施。

1.2加装无功补偿装置的主要目的

1.2.1降低电网设备中功率损耗

将输送中的有功功率设为P，当P为定值时，随着无功补偿设备的安装，功率因数得到了一定提高，线路中流动的负荷电降低，那么线路中损耗的有功功率随之降低。所以在智能电力设备中加装无功补偿设备的主要目的是使电网中的有功功率损耗得到一定程度的降低。

1.2.2提高智能电力设备的供电能力

将设备现有的功率设为S，当S为恒定值时，智能电力设备中的功率因数在提高之后，能够保证有功功率的增加输出，功率因数在0.7的基础上上升到0.9的话，那么输出的有效功率也得到提高，一般会从35千瓦升至45千瓦，这样配电变压器的供电能力就得到了有效提高。所以在智能电力设备中加装无功补偿设备的主要目的是使智能电力设备的供电能力提高，同时挖掘当前智能电力设备的供电潜力。

2.无功补偿的方式

2.1集中补偿的方式

补偿电容器组在变电站站内母线上装设，可通过手动或者分组进行自动补偿。根据电网的具体情况，选择按电压无功、功率因数、电压无功综合控制兼滤波、电压无功综合控制等不一样的方式补偿。

2.2动态无功补偿

利用可控硅控制对电容器进行投切，这一种控制方式的反应速度一般控制在20ms左右，在进行投切的时候，并不需要过电压或者充电电流，但由于可控硅具备自然导通电压的性能，投切电容器时会导致谐波的产生。

2.3供电线路分组自动无功补偿

一般情况下，用于厂矿企业或者配电变压器低压部分进行就地补偿。在对无功补偿方式选择进行考虑的时候，为使发、供电机器设备的潜力得到最充分的发挥，尽可能地减少或者避免发电机的无功功率。

3 电力系统无功补偿技术要点

3．1确定补偿容量

补偿容量作为确定补偿的关键性指标参数，是完成智能补偿的基础性数据，此数据确定过程较为复杂，需根据各自的供电及其使用用户负荷情况来确定计算，只有准确确定了补偿容量才能实现系统运转正常。补偿容量的确定必须确定合适的补偿点，使用最优化结果选择合适的计算方法确定最需补偿节点的最佳补偿。选取最合适的补偿容量，在电力系统中有着较为实际的可行性和实用性。

3．2常规补偿方式的选择

补偿方式一般分为三项共补、分相补偿、综合补偿(共补与分补共用)。一般供电系统，需要的补偿容量>60kvar使用综合补偿。选择合适的无功补偿方式，能够保障电压水平保持合格及稳定，提高电网运行效率，降低整个电网的网损失程度。

3．3系统补偿级数的选择

级数越多，补偿精度越高，但相对增加了装置成本和设备体积，所以级数选择时需综合考虑。根据整个电网系统的运行情况，使用合理的方法选择对应的补偿级数，使其达到最合理的状态，经济成本以及运行都要进行有效的考虑。

4.智能电网中无功补偿实施的对策和措施

4.1无功补偿实施的对策

4.1.1就地补偿为主：电力部门与用户补偿结合

无功功率技术的安装使用，是为了提高运行中产生的功率因数，减少用户端传输、分配过程中消耗的有功功率，进而减少用户多余的电费开支。当下呼吁合理用电，从这一角度出发，以提高功率因数为鼓励目标使用户自觉加装补偿设备。在具体的资料统计中我们发现，智能电网系统中消耗的40%无功功率是在电网线路、配电变压器两个方面，剩余的60%无功功率消耗是在用户端的用电设备中。以这样的

情况来看，在以加强无功功率补偿技术安装使用管理为同一目标的情况下，供电方与用户之间应该有效的配合作业，这样才能收获双方最大的收益。

4.1.2分散补偿为主：集中与分散补偿技术结合

两者相结合的实施对策，原则上占有主要位置的是分散补偿。在为变电站进行集中、专用、大量的无功补偿同时，也要对智能电网系统中电线路、设备、配电变压器分别进行分散补偿，并且在补偿过程中要以分散补偿为主要对象，在无功就地平衡得以实现的基础上，还能提高无功补偿带来的经济效益，在具体实施过程中，体现本能效果突出，选择安装的地点本身的无功补偿经济当量要越大；此外，着重考虑在满足补偿要求情况下功率因数的合理性，并不是因数值越高越好。那么就要求分散补偿的技术使用加装要从实际的情况出发，在满足最大经济效益为立足点。

4.1.3降低损耗为主：降损与调压方式相结合

无功补偿技术在智能电网中最重要的经济效益作用就是降损，其次是能够兼顾调整电压的要求，使电压满足用户要求的质量。在电压偏高的时候，部分轻载运行的智能电网线路会受到影响，配电变压器中铁损耗占线损耗的70%，对于这种情况的电线路来说，是不能够加装电容器设备的，在用电高峰时段会增加体损耗的百分比，导致线损值不断攀高。如果使用投切无功补偿装置的话，能够有效提高智能电网中产生的功率因数，从而达到降损的工作指标要求。

4.2无功补偿实施的措施

具体可以在客户配电室、负载点实施无功功率补偿。供电部门不会依附功率因数电费调整政策而收取客户一方的调整电费，真正要落实的工作是与客户协同合作，目标是让用电客户减少功率因数调整费用，可以为客户大力宣传无功补偿技术装置在用电处的安装使用特征，以收获企业与个人最大的经济效益。

5 .结束语

智能电网凭借其特有的优势，将逐渐取代传统的电网，成为现代电网的发展趋势。无功功率补偿不仅可以使变压器的利用率提升，同时还可以提高功率因数，改善电网内电能的质量，最重要的是它可以增加电网容量，因而可以使耗降低，确保电网的安全性与稳定性。因而不断地对无功功率补偿进行分析与研究，并有效地将其应用于智能电网中，有着十分重要的意义。

参考文献：

[1]王新学.电力网及电力系统[M].北京：水利电力出版社，2012：7-120.

[2]赵芸.浅论智能电网中的电力无功补偿技术[J].中国新技术产品，2013，7（11）：22-25.