配網無功補償和電壓自動調節技術

周靜梅

摘 要：在電力系統的運行中，存在相應的無功負荷，做好相應的無功功率補償可對電網電壓進行有效調整，提升電網運行的穩定性。主要對配網無功補償和電壓自動調節技術的應用進行了簡要分析。

關鍵詞：配電網；無功補償；10 kV母線；靜止補償器

中圖分類號：TM761.1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.12.155

工業化進程的加快帶動了電力行業的發展，也使社會對電力系統的穩定性和安全性提出了更高的要求。在供電系統中，無功補償能提高功率因數、降低線損，進而提升電壓質量，是配網建筑和改造的重要內容之一，直接影響了供電企業的經濟效益。因此，做好無功補償的規劃和實施勢在必行。

1 配網中的無功補償

無功補償是對無功功率補償的簡稱，能夠有效提高電網的功率因數，降低供電變壓器和輸電線路的損耗、提高供電效率、改善供電環境，無功補償裝置在電力系統中是不可或缺的。從目前的情況看，我國配網中存在形式眾多的無功補償，它們有著各自的側重點和優缺點，在不同時段和區域有著相應的優勢。

1.1 變電站集中補償

變電站集中補償裝置包括并聯電容器、同步調相機和靜止補償器等，一般與變電站10 kV母線相連接，以實現對主變壓器空載無功消耗和輸電線路無功功率損耗的集中補償。變電站集中補償的優點在于管理簡單、維護方便，是當前電力系統中廣泛應用的無功補償方式，但基本不具備降損效果。

1.2 隨線補償

隨線補償是指在高壓配電線路上分散安裝相應的并聯電容器，對配電線路中的無功功率進行補償，能起到提高配網功率因數、降損和升壓的效果，適用于功率因數低、負荷重和公變多的長配單線路。其優勢主要體現在投資小、回收快和補償率高等方面，但隨線補償的保護裝置配置較難，維護和管理中存在很大的問題，且受到安裝環境等因素的限制，在配網中的應用較少。

1.3 低壓補償

低壓補償可分為低壓集中補償和低壓分散補償兩種。

1.3.1 低壓集中補償

低壓集中補償是指將無功補償自動投切裝置作為控制保護裝置，在低壓母線上并聯電容器組，以實現對變壓器和低壓配電線路無功損耗的補償。低壓集中補償在用戶專變和農村電網中應用廣泛，但在公用變壓器中，受管理和維護問題的制約，很容易形成安全隱患，難以有效利用。

1.3.2 低壓分散補償

低壓分散補償是指在無功負荷相比密集的低壓線路上安裝電容器，以對線路本身和用電設備消耗的無功功率進行補償。相比于上述補償方式，低壓分散補償在改善電壓質量、提升配網供電能力和節能降耗方面有著非常明顯的優勢，不過受低壓負荷分布分散性和隨機性特征的影響，補償位置和補償容量的選擇比較困難，且電容器在輕載時會閑置，影響了設備的利用率，在我國當前配網中幾乎沒有使用。

1.4 動態補償

動態無功補償是一種提升電壓穩定性的有效措施，同時，也是實現配網安全、穩定運行的客觀需求，在電力系統中發揮著越來越重要的作用。動態無功補償的功能主要體現在：可提升系統潮流可控性，提高配電線路的運行效率；可提升電力系統的靜態穩定性和暫態穩定性；可改善配網系統的靜態和動態品質；可改善配網功率因數、降低網損；可改善直流輸電系統的性能等。

2 配網電壓自動控制系統

在配網中，有效的電壓控制和合理的無功補償是同時存在的，可在保證配網電壓質量的同時，提升電力系統運行的穩定性、安全性和經濟性。因此，電力工作人員不僅需要考慮無功補償，還應考慮電力的自動調節和控制，因此，針對當前配網中的自動電壓控制系統進行了簡單分析。

2.1 系統概論

在長期的發展過程中，堅強電網的構建、無功電源的應用和無功補償的增加使無功功率不足不再是配網運行中的主要矛盾，而電網無功潮流的不合理分布和大機組無功功率的不合理分配日漸凸顯。針對這種情況，從配網整體著手，對電網無功潮流和發電機機組無功功率進行了相應的協調控制，以實現配網電壓的自動調節，這是確保電網安全、穩定運行，保證電壓質量、減少網損的有效措施和必要要求。

2.2 基本原理

自動電壓控制系統的基本原理是利用SCDMA系統實現對全網各節點的遙測遙信，并對得到的數據進行實時在線分析和計算，在保證配網和相關電力設備安全運行的前提下，考慮各節點的電壓質量和省網關口的功率因數，從全網的角度，對電壓無功進行優化控制，從而實現無功補償設備的合理投入、無功分層的就地平衡和穩定電壓，并在控制主變分解開關調節次數的基礎上，實現相應的配網優化目標。結合專業軟件分析和調度自動系統的遙感、遙信、遙測和遙控功能，以計算機技術和網絡通信技術為保障，實現對配網內各變電站無功補償設備和有載調壓裝置的集中管理和控制，最終實現電壓無功優化運行的閉環控制。

2.3 系統功能

自動電壓控制系統的功能體現在多方面：能對全網電壓進行優化調節和提升電壓質量；能實現全網調節無功補償，實現無功功率的分層和就地平衡；可實現不同運行方式下的無功電壓優化控制運行；可在電壓合格的范圍內，實現高峰負荷電壓的偏上限運行，評估負荷電壓偏下限運行。

3 結束語

總而言之，在當前電網規模不斷擴大，社會對電力需求不斷增加的情況下，實現有效的電壓控制和合理的無功補償是非常必要的，直接關系著整個配電網的安全、穩定運行和電壓質量穩定，需要電力工作人員予以重視。