淺談電力自動化中智能無功補償技術的應用

李秋霞

摘 要：智能無功補償技術能夠有效解決電力系統中非線性因素導致的不可控問題。文章強調了智能無功補償技術在電力自動化管理中的重要作用和應用現狀，詳細討論了智能無功補償技術的具體實現措施。

關鍵詞：電力自動化；智能無功補償技術；應用

引言

隨著我國社會國民經濟的高度發展和人民生活水平的提高，生產、生活用電需求日益增加，電網負荷不斷加大，電力系統的安全穩定運行面臨著更加嚴峻的考驗。為加強電力系統運行管理力度，提高運行管理效率，人們在電力系統運行管理工作中引入自動化運行管理技術。經過長時間的發展和實踐，我國電力系統自動化技術已經較為成熟，但在部分環節還存在一些問題，影響著電力系統的正常穩定運行，同時也對電力企業的經營發展造成了比較突出的負面影響。為妥善解決電網自動化技術的這些缺陷，人們開發了智能無功補償技術。該技術能夠較好地解決上述電力系統的問題，對于優化電力系統結構，改進電網運行質量水平具有重要的推進作用。加快電網自動化運行系統中智能無功補償技術的開發與應用，已經成為電力企業重點研究的課題之一。

1 智能無功補償技術在電力自動化系統中的重要作用

科學技術的發展，已經成為當代各行各業前進的主要推動力。作為電子計算機技術和信息技術高度發展并相互結合的結果，電網自動化運行管理技術在電力系統中發揮著重要的作用，并獲得廣泛的應用。但電網自動化技術并非完美無缺。實際上，電力系統運行中，單相牽引負荷會發生復雜的變化，會導致電力系統中無功功率升高，并在系統中注入負序以及諧波，成為電網安全穩定運行的不穩定因素，同時使電力系統資源利用效率明顯降低，進而影響了電力企業的經濟效益。諧波、無功、負序這三個問題已經成為影響當前電力系統運行過程的最顯著問題。為妥善解決這三個問題，國外有關單位進行了大量相關研究，起的了一定進展。但由于我國人口基數大，用電需要也比國外大得多，電力自動化系統承擔的負荷也遠超外國，非線性因素給電力系統運轉造成了大量的無法預估的問題，嚴重威脅著電網的安全穩定運行。這些年來，許多大型電力企業都發生了嚴重的質量事故，給企業和國家造成了重大經濟損失。經過深入調查，事故的根本原因都是電網自動化系統中諧波、無功和負序問題沒有妥善解決造成的。在電力自動化系統中應用推廣智能無功補償技術，是當前解決電網運行安全問題的重要措施，是保障供電安全和生產活動順利開展的有效手段，對于提高電力企業經濟效益，推動我國電力事業可持續發展具有重要意義。

2 智能無功補償技術在電力系統自動化管理中應用現狀

針對電力系統非線性因素引發的不可控問題，我國進一步加大了無功補償科研力度。經過多年的發展，已經取得了一定成效。現階段我國電力系統中智能無功補償技術的應用包括：

2.1 真空斷路投切電容器

該設備屬于無功補償設備，具有造價低，易操作等特點。缺點是合閘時有較大概率會形成較大電壓，進而使設備遭受損害。同時，該設備不具備頻繁投切操作的耐受力，如果投切頻繁，會使設備的使用壽命大幅降低。

2.2 可控飽和電抗器

該設以調節電抗器飽和程度為手段，改變整個電力回路的電流，從而使得并聯濾波器中產生的無功功率與感性電流進行相互抵消，并達到平衡點。其缺點是該設備在運行過程中有諧波形成，同時產生很大的噪音，對于設備使用壽命不利。

2.3 有源濾波器

該設備可以產生于負序電流相反的電流，二者互相抵消，從而達到消除負序電流的目的。該設備具有無功補償快、調節迅速、無諧波產生等特點。其缺點是造價高昂，不利于廣泛推廣使用。

2.4 固定濾波器

該設備與電容器和電抗器聯合使用，通過對低壓側母線電壓的調節，達到降低無功功率的目的。需要注意的是，使用這個設備時，必須提前裝好晶閘管和通斷開關，以保障濾波功能的實現。

3 電力自動化系統中智能無功補償技術的應用方法

3.1 正確選擇智能無功補償的方式

不同類型的無功補償技術所具有的特點也不一樣。在實際工作中，要根據具體的應用環境選擇正確的無功補償方式。在進行智能無功補償方式選擇時要堅持以下幾個原則：（1）要堅持動態補償與固定補償向結合的方式。當前，電力系統正向著規模擴大化、系統集成化和負荷變化復雜化的方向發展著。日趨復雜的負荷變化，使得無功補償工作難度大幅增加。原有的固定補償方式已經不再適應當代負荷不斷變化的電網運行環境。在選擇無功補償方式時，必須將固定補償和動態補償兩種方式有機結合到一起，以期實現無功補償的靈活性。（2）要堅持綜合型智能無功補償方式。隨著電力系統中應用的電氣設備數量的增多，電網的三相不平衡問題日趨嚴重。原有的三項共補方式已經不能滿足目前的電力需求。由于采用單相補償技術花費的費用較高，通過智能綜合補償，可以有效降低補償技術所需花費。同時，采用智能綜合補償，也是保障無功補償實用效果的必然需求。（3）快速跟蹤補償技術是一種新型的補償技術，使其與穩定態補償技術結合使用，是電力自動化無功補償的一個重要的發展方向。

3.2 正確選擇電力系統中智能無功補償投切開關

投切開關是智能無功補償技術的重要組成因素，對于無功補償工作效率和電力系統穩定運行具有重要影響。現階段，電力系統無功補償技術中使用的投切開關有以下幾個類型：（1）固態繼電器。作為電力系統中比較常見的投切開關，固態繼電器可以針對預設情況立即作出反應，由于在投切過程中沒有額外的負荷產生，所以設備不容易損壞，使用期限更長。使用固態繼電器會產生較大的噪音并發生諧波，也會對設備造成一定損耗。（2）一體化智能開關。該設備實際上是固態繼電器和接觸器并聯使用的結果，作為投切開關，它兼具固態繼電器和接觸器的優點，投切速度快，能量損耗低。不過一體化智能開關造價相對較高，推廣阻力較大。（3）智能一體化開關。它是低壓真空技術和永磁技術發展到一定水平后結合的產物，不僅可以實現電容過零投切，而且具有經濟效益較好、安全可靠、使用周期較長的特點。

3.3 智能無功補償技術對無功控制措施

智能無功補償技術，是將計算機技術應用于電網自動控制，通過對三相電流、電壓和電力系統中無功變化的追蹤調節，從而實現將無功功率轉變為可控的物理量進而實現控制及消除的方法。在智能無功補償的實現過程中，投切限量的確定受電力用戶預設的功率影響，需要根據模糊控制理論，進行合理的電容器組合選擇。要以三相各自產生的無功功率為依據，進行電容組合的選擇，同時要堅持取平補齊的原則，從而有效提高無功補償的精度。具體要做的以下兩點：（1）科學的設置電壓限制條件。在設置禁切值和禁投值時，要以無功功率的實際大小為依據，針對性地設置投切的限制閥值，從而保障無功補償的效率和精度。（2）合理的設定投切的延時功能。通過調整延時時間，以達到對補償情況的動態跟蹤。

4 結束語

電力系統是我國經濟發展和人們生活的基礎保障設施，它的正常穩定運行對于國家經濟安全和國防安全都有著直觀重要的影響。智能無功補償技術對于電網運行過程中非線性因素引發的不可控問題，具有顯著的防范作用，加強智能無功補償技術的深入開發與推廣應用，是改善我國電網運行環境，提高電網運行效率，保障供電安全的重要措施。

參考文獻

[1]許偉.關于智能無功補償技術在電力自動化中的探討[J].電子世界，2011（10）.

[2]金永旺.對無功補償技術在電氣自動化中的應用分析[J].科技致富向導，2012（12）.

[3]孫靜，孫紅亮.淺談電氣自動化中無功補償技術的應用[J].現代企業教育，2012（8）.