智能電網無功補償技術及實施對策

陳磊 張凱 張建軍/國網晉城供電公司調控中心

智能電網無功補償技術及實施對策

陳磊 張凱 張建軍/國網晉城供電公司調控中心

智能電網的建設，其目的是為了有效的提高再生能源的利用率，降低能源的消耗，提高供電的質量，減少電力企業的運營成本，加快推動經濟的快速發展。但在智能電網建設速度不斷的情況下，高壓及遠距離已成為當前電網中較為普遍的現象，這就會導致電力系統運行過程中無功功率增加。所以利用無功補償技術，可能有效的提高智能電網的節能和降損的水平，確保有功出力的增加，這對電力服務質量的提升起到了積極的作用。文中從智能電網中無功補償技術的基本原理入手，對智能電網中無功補償技術的方法進行了分析，并進一步對智能電網中無功補償實施的對策和措施進行了闡述。

智能電網；電力；無功補償技術

前言：當前隨著智能電網建設速度的加快，高壓及遠距離已成為當前電網發展的重要趨勢，再加之當前電力系統技術含量的提升，很多非線性電力設施得以在電網中應用，這就導致當前電網中無功功率事增加的趨勢，而部分智能電力設施運行過程中功率因素也較低，從而給電網帶來了一定的額外損耗，對供電質量帶來較大的影響。針對于這種情況下的存在，無功補償技術應運而生，其在電網應用后，有效的提高了供電質量，確保了電力設備有功出力的增加，在輸變電及供電環節中發揮了極其重要的作用。

一、智能電網中無功補償技術的基本原理

無功補償技術是將容性功率負荷裝置與感性功率負荷裝置并聯在同一電路上，這樣就會導致電能量在兩種負荷之間進行相互轉換，這就感性負荷所需要的功率就會由容性負荷進行無功補償。

目前在電網運行過程中，智能電力設備數量增多，這部分設備用電設備在正常工作狀態下，不僅需要從電源處取得有功功率，同時還需要取得無功功率，這樣智能電力設備在運行過程中才能有足夠量的無功功率，確保其運行的正常性。而一旦這部分無功功率出現供不應求的情況時，這些電力設備就會在無功功率缺失的情況下無法建設完整的電磁場，從而無法在額定功率情況下完成正常的運行工作，從而導致電壓的下降，使電網中電力設備的正常運行受到一定的影響。而在實際電網運行過程中，發電機及高壓輸電線提供的無功功率是無法滿足負荷需求的，所以需要利用無功補償技術設備來補充無功功率，這樣才能確保電網中的智能電力設備在額定電壓條件下運行正常，確保所需無功功率能夠得到滿足。

二、智能電網中無功補償技術的方法

當前電力系統運行的智能電力設備，其網絡元件或是負載都需要消耗大量的無功功率，但在遠距離的電力輸送過程中，所需要的無功功率不可能由發電機來提供，在這種情況下，就需要利用無功補償技術來確保無功功率的供應。

1.集中補償方法。集中補償方法即是在變電站中安裝有大容量無功補償電容裝置，該裝置的電容容量需要根據變電站供電區域的無功補償不浹確定，這樣就可以對主變運行過程中對無功功率的需求進行滿足。利用集中補償方法可以為后期的維護工作帶來較大的便利，具有較高的利用率，而且不易產生事故，具有較強的自動性，有效的降低了變電器、無功負荷及電能的消耗。

2.分組補償方法。在對變壓器、配電線路和用電設施進行無功補償時，通常都會采用分組補償方法進行，這種補償方法對于用戶與主變之間距離較遠的情況更具有適用性，可以對受電端進行分散無功補償。分組補償方法可以與低壓補償有效的結合，對于電網線路中損耗的降低及受電端的用電電壓的提高具有十分好的效果。

3.就地補償方法。就地補償方法是在用電設備中對電容進行直接補償，在用電設備運行過程中補償的電容得以投入使用，而用電設備運行停止后，則補償電容也隨之停止。但就地補償容量在設計時，需要作好補償容量的計算工作，需要對電力系統所需要補償的容量進行詳細的計算，這樣不僅有利于無功補償裝置系統生成成本的，而且可以有效的確保就地補償利用率的提高。利用就地補償方法補償電容，具有較強的針對性，而且通過加裝專用補償設備，不僅成本較為經濟，而且系統設備較為簡單，具有非常好的補償效果，整個過程中有效的確保了操作的便利性和補償的自動性。

三、智能電網中無功補償實施的對策和措施

1.無功補償實施的對策。

一是就地補償為主：電力部門與用戶補償結合

無功功率技術的安裝使用，是為了提高運行中產生的功率因數，減少用戶端傳輸、分配過程中消耗的有功功率，進而減少用戶多余的電費開支。當下呼吁合理用電，從這一角度出發，以提高功率因數為鼓勵目標使用戶自覺加裝補償設備。在具體的資料統計中我們發現，智能電網系統中消耗的40%無功功率是在電網線路、配電變壓器兩個方面，剩余的60%無功功率消耗是在用戶端的用電設備中。以這樣的情況來看，在以加強無功功率補償技術安裝使用管理為同一目標的情況下，供電方與用戶之間應該有效的配合作業，這樣才能收獲雙方最大的收益。

二是分散補償為主：集中與分散補償技術結合

兩者相結合的實施對策，原則上占有主要位置的是分散補償。在為變電站進行集中、專用、大量的無功補償同時，也要對智能電網系統中電線路、設備、配電變壓器分別進行分散補償，并且在補償過程中要以分散補償為主要對象，在無功就地平衡得以實現的基礎上，還能提高無功補償帶來的經濟效益，在具體實施過程中，體現本能效果突出，選擇安裝的地點本身的無功補償經濟當量要越大；此外，著重考慮在滿足補償要求情況下功率因數的合理性，并不是因數值越高越好。那么就要求分散補償的技術使用加裝要從實際的情況出發，在滿足最大經濟效益為立足點。但是這種分散補償的方法在實施的過程中，電力企業會考慮到其分散性帶來的維護困難，所以實際情況中多數會采用其中補償的方法。

三是降低損耗為主：降損與調壓方式相結合

在智能電網運行過程中，通過無功補償技術的實施，有效的實現了降損的目標，確保了電網運行的經濟性，同時更好的兼顧到了調整電壓的要求，確保了電壓能夠更好的滿足用戶的要求。特別是在一些輕載運行的線路上，當其電壓偏高時，這時如果進行電容器設備的加裝，則會導致損耗的增加，而利用投切無功補償裝置，則有利于線路中功率因素的提高，能夠更好的確保線路達到線損的目標要求。

2.無功補償實施的措施。當實施無功補償時，通常會在客戶配電室或是在負載點進行，在這個過程中，電力企業需要做好與客戶的協同合作問題，不能僅僅依附于收取客戶一方的調整電費為主，而應做到盡可能的減少功率因數調整費用，加大無功補償技術裝置安全使用的特征，確保在這個過程中實現企業和用戶經濟效益的最大化。

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[2]飛張，洪讓.電工基礎[M].北京：高等教育出版社，2010.

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