電力調(diào)度無功補(bǔ)償技術(shù)的常用方法及發(fā)展趨勢

引言：本文介紹了電力調(diào)度無功補(bǔ)償技術(shù)的配置原則，探討了電力調(diào)度無功補(bǔ)償技術(shù)的常用方法，提出了電力調(diào)度無功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用措施，闡述了電力調(diào)度無功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展趨勢。

無功補(bǔ)償技術(shù)主要目的是為了提供必要無功功率，降低電網(wǎng)能耗、提升電力系統(tǒng)功率因數(shù)，最終實(shí)現(xiàn)對整個電網(wǎng)電壓質(zhì)量的提升。電力系統(tǒng)中，無功率增強(qiáng)、負(fù)序含量增加以及諧波數(shù)值增大都可造成用電負(fù)荷緊張，影響了電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。因此，在電力調(diào)度當(dāng)中應(yīng)用無功補(bǔ)償技術(shù)可以有效避免復(fù)雜化的用電負(fù)荷變化以及非線性因素導(dǎo)致的電網(wǎng)運(yùn)行可靠性和穩(wěn)定性較低問題。

一、電力調(diào)度無功補(bǔ)償技術(shù)的配置原則

電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償技術(shù)已經(jīng)被使用很久了，但是以無功補(bǔ)償技術(shù)為手段來進(jìn)行必要無功功率的提供系統(tǒng)化的電廠很少，所以要對無功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，才能對于系統(tǒng)能耗進(jìn)行降低，對于功率因數(shù)可以快速提高，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓質(zhì)量的改善。基于電網(wǎng)無功功率消耗狀況可以看出，輸配電設(shè)備和各級網(wǎng)絡(luò)所消耗的無功功率都是一定數(shù)量的，特別是低壓配電網(wǎng)占據(jù)著最大的比重。為了最大程度上降低無功功率傳輸?shù)膿p耗，促進(jìn)輸配電設(shè)備效率的提升，就要求在電力調(diào)度無功補(bǔ)償技術(shù)的配置中應(yīng)遵循“就地平衡，分級補(bǔ)償”的原則，來進(jìn)行合理的布局，為便利對無功補(bǔ)償設(shè)備的管理，像并聯(lián)電抗器、同步調(diào)相機(jī)、靜止補(bǔ)償器等硬配置的相對集中。而并聯(lián)電容器則可考慮就地配置或分散配置，因過度分散會加大維護(hù)和管理的難度，故分散配置應(yīng)適度。

二、電力調(diào)度無功補(bǔ)償技術(shù)的常用方法

當(dāng)前，電力調(diào)度中常用的無功補(bǔ)償方法主要有隨器補(bǔ)償方法、隨機(jī)補(bǔ)償方法以及跟蹤補(bǔ)償方法。

2.1"隨器補(bǔ)償方法。所謂的隨器補(bǔ)償方法，其主要原理就是在配電變壓器二次側(cè)經(jīng)過低壓保險設(shè)置低壓電容器，通過此種方式來對配電變壓器的空載無功進(jìn)行補(bǔ)償。正常情況下，空載勵磁無功是配變電壓器處于空載狀態(tài)或者是輕負(fù)載狀態(tài)下的無功負(fù)荷表現(xiàn)形式，其中，配電變壓器的空載狀態(tài)是造成電力用戶產(chǎn)生無功負(fù)荷的主要原因。并且，輕負(fù)載狀態(tài)同樣會產(chǎn)生大量的電力耗費(fèi)。綜合目前的現(xiàn)實(shí)情況，隨器補(bǔ)償方法是目前電力調(diào)度進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)淖顬橛行У姆椒ㄖ唬⑶铱梢杂行p低電網(wǎng)線損、提供配變電壓器的利用率，獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益。除此之外，隨器補(bǔ)償方法還有補(bǔ)償效果好、維護(hù)方便、接線簡單等優(yōu)勢。

2.2"隨機(jī)補(bǔ)償方法。所謂的隨機(jī)補(bǔ)償方法，其主要原理就是將電動機(jī)和低壓電容器組并聯(lián)在一起，并利用保護(hù)裝置和控制裝置實(shí)現(xiàn)兩者的同時投切。安全穩(wěn)定、維護(hù)簡單、配置靈活、安裝簡便、成本經(jīng)濟(jì)是隨機(jī)補(bǔ)償方法的重要優(yōu)勢。隨機(jī)補(bǔ)償方式通常均是用來對電動機(jī)的無功消耗（主要是勵磁無功消耗）進(jìn)行補(bǔ)償，所以它能夠?qū)τ秒妴挝坏臒o功負(fù)荷進(jìn)行有效地限制。由于用電單位停止運(yùn)轉(zhuǎn)時，低壓電容器組等無功補(bǔ)償設(shè)備也一起推出，因此電力調(diào)度不需要對補(bǔ)償容量進(jìn)行頻繁地調(diào)整。

2.3"跟蹤補(bǔ)償方法。所謂的跟蹤補(bǔ)償方法，其主要原理就是以無功補(bǔ)償投切裝置作為控制保護(hù)裝置，將低壓電容器組補(bǔ)償在大用戶母線上面。適用于100"KVA以上的專用配電變壓器用戶，可以替代隨機(jī)、隨器兩種補(bǔ)償方式，補(bǔ)償效果好。跟蹤補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是運(yùn)行方式靈活，運(yùn)行維護(hù)工作量小，比前兩種補(bǔ)償方式壽命相對延長，運(yùn)行更可靠。但缺點(diǎn)是控制保護(hù)裝置復(fù)雜，首期投資相對較大。但當(dāng)這三種補(bǔ)償方式的經(jīng)濟(jì)性接近時，電力調(diào)度應(yīng)優(yōu)先選用跟蹤補(bǔ)償方式。

三、電力調(diào)度無功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用措施

調(diào)度員在實(shí)施有功功率調(diào)度時，應(yīng)對電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)充分地利用起來，從而為無功補(bǔ)償平衡性提供保證。從降低網(wǎng)絡(luò)功率損耗和改善電壓質(zhì)量的角度考慮，應(yīng)盡量避免其通過電網(wǎng)元件長距離、大量地進(jìn)行無功功率的傳輸，做到分層分區(qū)的平衡性，并分別依據(jù)正常情況下的最大與最小負(fù)荷運(yùn)行方式來加以計(jì)算。特殊情況下，還必須對某些無功補(bǔ)償設(shè)備繼續(xù)做故障檢修后的校驗(yàn)，且在事故情況下，應(yīng)保證電網(wǎng)留有無功功率的足夠儲備。各級調(diào)度應(yīng)以供電企業(yè)和發(fā)電企業(yè)所提供的無功調(diào)節(jié)能力為依據(jù)，來進(jìn)行基于檢修情況下，重大設(shè)備無功功率運(yùn)行方式的編制，上級調(diào)度應(yīng)為下級調(diào)度提供無功電力的足夠保障。下級調(diào)度除應(yīng)從上級調(diào)度進(jìn)行補(bǔ)償本地區(qū)電網(wǎng)無功損耗的無功功率吸收外，還必須向下一級的電網(wǎng)加以一定無功的送出。調(diào)度人員在接收到無力調(diào)整報(bào)告后，還應(yīng)結(jié)合電網(wǎng)負(fù)荷實(shí)際情況，進(jìn)行電網(wǎng)負(fù)荷分布、無功出力和有功的調(diào)整，從而避免由于電壓崩毀，所造成的大面積停電。

四、電力調(diào)度無功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展趨勢

在科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的今天，無功補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)也在不斷進(jìn)步，為了使電力調(diào)度無功補(bǔ)償工作的更加順利開展，我國相關(guān)人員進(jìn)行不斷研究和開發(fā)，將電力調(diào)度無功補(bǔ)償技術(shù)不斷進(jìn)行提升，全面進(jìn)行考慮，做到抑制諧波，同時能夠使無功無慮的動態(tài)進(jìn)行自動的無極調(diào)節(jié)。

4.1"綜合潮流控制器（UPFC）。綜合潮流控制器能把晶閘管產(chǎn)生出來的交流電壓集合起來串聯(lián)并疊加到輸電線路的相電壓上，使它的幅值與相角都能進(jìn)行連續(xù)性的變化，對線路有功與無功的功率進(jìn)行準(zhǔn)確有效的控制，并且在提升傳送能力的同時，能阻尼系統(tǒng)的不斷震蕩。在現(xiàn)代無功補(bǔ)償?shù)墓ぷ鲗?shí)踐中，UPFC是科技含量最高，使用最穩(wěn)定的補(bǔ)償設(shè)備，應(yīng)該進(jìn)行廣泛使用。

4.2"電力有源濾波器。電力有源濾波器能在瞬間進(jìn)行對諧波的有效控制，使其能夠減少對電力系統(tǒng)的危害。同時，它的響應(yīng)更加迅速，在操作中能實(shí)現(xiàn)對諧波與無功功率的動態(tài)補(bǔ)償，并且對電網(wǎng)阻抗參數(shù)的影響也是十分小的。所以電力有源濾波器可以被廣泛投入市場，使其真正能為電力系統(tǒng)的發(fā)展做貢獻(xiàn)。

4.3"靜止無功發(fā)生器（SVG）。靜止無功發(fā)生器運(yùn)用了GTO，使其成為自己的構(gòu)成部分，組成了自換相型的變流器。如果對方法使用得當(dāng)，就能使其在對無功功率的補(bǔ)償中控制諧波電流的產(chǎn)生。它的調(diào)節(jié)速度更快，避免了較多諧波的出現(xiàn)，并且不需要大容量的儲能元件，同時，它還能使電壓變得更穩(wěn)定，在技術(shù)方面比較全面。如果真正能夠把SVG運(yùn)用得當(dāng)，就會使無功補(bǔ)償工作變得更順利，使其在欠壓的條件下的無功調(diào)節(jié)能力更強(qiáng)，所以應(yīng)該加強(qiáng)對其的關(guān)注度，使其能廣泛地被使用。

4.4"晶閘管投切電容器（TSC）的智能補(bǔ)償裝置。這種裝備就是將微型處理器運(yùn)用于TSC里面，使動態(tài)的無功補(bǔ)償成為可能，它的核心部件就是一個控制器，這個控制器對功率因數(shù)進(jìn)行分析和測量，使數(shù)據(jù)能夠達(dá)到清晰正確，所以能更好地對無觸點(diǎn)開關(guān)投切進(jìn)行控制，同時還能儲存和顯示欠壓、過壓、功率因數(shù)的實(shí)際數(shù)據(jù)。這種裝置操作起來無用力，響應(yīng)較快，還有多方位的保護(hù)能力，應(yīng)該得到更多人的信賴。

結(jié)束語

隨著電網(wǎng)的發(fā)展，強(qiáng)化電網(wǎng)的無功調(diào)度和無功補(bǔ)償已經(jīng)大勢所趨，將無功補(bǔ)償技術(shù)有效地應(yīng)用與電力調(diào)度之中。為了達(dá)到電力網(wǎng)絡(luò)以及負(fù)荷端電壓的經(jīng)濟(jì)水平運(yùn)行要求，需要在電力網(wǎng)負(fù)荷端設(shè)置調(diào)相機(jī)、電容器等無功電源。電力調(diào)度通常在進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)呐渲脮r，應(yīng)考慮分級補(bǔ)償、就地平衡的原則，合理調(diào)整系統(tǒng)電壓。并在接近于負(fù)荷端處分散補(bǔ)償時，應(yīng)減少無功功率輸送，有效降低損耗和壓降，提高電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，從而保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]"樓峰.淺談電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)[J].寧夏電力，2009.

[2]"黃鎮(zhèn).無功補(bǔ)償調(diào)度在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用探討[J].科學(xué)技術(shù)，2010.

（作者單位：國網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司根河市供電公司）

作者簡介

鄧慶喜，男，漢族，大專學(xué)歷，1969年出生，助理工程師，現(xiàn)從事縣級電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行工作。