高壓無功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展研究

周大維

高壓無功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展研究

周大維

眾所周知，電力系統(tǒng)的全面完備對(duì)我國電力事業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要，所以廣大電力科研人員及工作者有責(zé)任、有義務(wù)調(diào)控電力系統(tǒng)中大量存在的感性負(fù)荷，由此降低無功功率的消耗，將電壓損失和電能損耗控制在最小范圍。基于此，本文先分析了高壓無功補(bǔ)償技術(shù)存在的弊端，隨即闡明了高壓無功補(bǔ)償裝置的發(fā)展歷程和未來發(fā)展趨勢(shì)，希望可以對(duì)此課題的研究提供幫助。

高壓；無功補(bǔ)償裝置；無功補(bǔ)償技術(shù)；發(fā)展；趨勢(shì)

目前，我國電力事業(yè)發(fā)展迅猛，已成為我國經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)支柱性行業(yè)。鑒于此，我國一直致力于提高電力供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性，讓電壓質(zhì)量和電能品質(zhì)邁上一個(gè)新的高度，讓我國電力事業(yè)可以在短時(shí)間內(nèi)取得顯著成效。借此機(jī)會(huì)，我國也要重點(diǎn)發(fā)展高壓無功補(bǔ)償技術(shù)，推動(dòng)高壓無功補(bǔ)償裝置的多元優(yōu)化，下面我們就一起研究一下高壓無功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。

一、高壓無功補(bǔ)償技術(shù)存在的弊端

1.無法滿足動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)娜嗑煽刂?/p>

一般來說，無功補(bǔ)償裝置多采用三相平衡的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，但一些大型電機(jī)設(shè)備并不具備三相平衡性質(zhì)，所以這些設(shè)備常常會(huì)受到電網(wǎng)中大量的沖擊負(fù)荷影響，從而產(chǎn)生一些問題。加之，廣大人民群眾所離不開的民用照明，其負(fù)荷也擁有極為不平衡的特征。所以說，動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置應(yīng)該具備一定限度的均荷能力，以便滿足動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)娜嗑煽刂啤?/p>

2.容易出現(xiàn)諧波放大的問題

廣泛使用的低壓配電系統(tǒng)，雖然能夠較好地實(shí)現(xiàn)基波無功的分相、分級(jí)和跟蹤補(bǔ)償，但是在系統(tǒng)承受過大的電壓負(fù)荷時(shí)，一是會(huì)縮短電容器組的使用壽命，二是會(huì)引發(fā)電容器嚴(yán)重放大自身的諧波電流，導(dǎo)致電容器的損壞及影響其他設(shè)備的正常運(yùn)行，而這一切都根究于一個(gè)共同點(diǎn)，即高壓無功補(bǔ)償技術(shù)所存在的弊端。

3.當(dāng)前裝置較容易產(chǎn)生高次諧波

從某種程度上來講，雖然可以通過控制晶閘管觸發(fā)控制角，對(duì)補(bǔ)償電容投切容量進(jìn)行合理范疇的調(diào)整，但這并不是最為安全有效的方法，稍有不慎，便會(huì)產(chǎn)生高次諧波。

4.抗除外界干擾的能力相對(duì)較差

控制器所工作的環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，大電流、強(qiáng)磁場(chǎng)層出不窮，戶外工作環(huán)境更為惡劣，加之其對(duì)弱電設(shè)計(jì)部分的干擾能力要求很高，所以當(dāng)下生產(chǎn)并投入使用的控制器大多僅僅只能在室內(nèi)運(yùn)行，這便極大地限制了補(bǔ)償器的使用范疇，也突出顯現(xiàn)了高壓無功補(bǔ)償技術(shù)還不夠優(yōu)化的問題。

5.很難實(shí)現(xiàn)全局的最優(yōu)化

據(jù)筆者了解，現(xiàn)下廣為使用的自動(dòng)補(bǔ)償方式，大多還是計(jì)算采樣點(diǎn)數(shù)，這就使得控制器之間的信息交流過于貧乏，導(dǎo)致控制器無法在綜觀全網(wǎng)運(yùn)行情況的基礎(chǔ)上科學(xué)運(yùn)行，所以它便很難實(shí)現(xiàn)全局的最優(yōu)化，更無法有效跟進(jìn)現(xiàn)代化電網(wǎng)的發(fā)展步伐。

二、高壓無功補(bǔ)償裝置的發(fā)展歷程和未來發(fā)展趨勢(shì)

（一）高壓無功補(bǔ)償裝置的發(fā)展歷程

1.并聯(lián)電容器

并聯(lián)電容器是高壓無功補(bǔ)償裝置最初的雛形，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、使用方便，在當(dāng)時(shí)受到很大歡迎，但隨著人類要求的提高，其阻抗固定的弊端也日漸明顯，已無法有效滿足人類的生產(chǎn)生活需求。

2.同步調(diào)相機(jī)

同步調(diào)相機(jī)未能走出產(chǎn)生無功功率的圈子，其與并聯(lián)電容器相比有了較大改變，其已經(jīng)可以在欠勵(lì)磁的情狀下產(chǎn)出感性無功功率，所以相較之有了很大提高，但它的運(yùn)行維護(hù)流程過于繁雜，較難滿足動(dòng)態(tài)要求。

3.真空開關(guān)投切電容器組

此裝置又稱為靜態(tài)無功補(bǔ)償方法，因簡(jiǎn)易低廉，所以普及范疇較廣。但受自身客觀因素的影響，此種裝置無法頻繁開關(guān)，更不能快速跟進(jìn)動(dòng)態(tài)變化，故而也無法實(shí)現(xiàn)快速動(dòng)態(tài)的無功補(bǔ)償。

4.靜止無功補(bǔ)償裝置

靜止無功補(bǔ)償裝置囊括兩大方面內(nèi)容，一是SR（具有飽和電抗器），二是SVC，而SVC又分為TCR（晶閘管控制電抗器）和TSC（晶體管投切電容器）。此處著重談一下SVC，TCR和TSC兩者相互配合使用，這是因?yàn)門CR在單獨(dú)時(shí)根本無法發(fā)出無功、只能吸收無功，所以其必須要和TSC進(jìn)行搭檔，在配合運(yùn)用的情況下達(dá)到既定目的。

（二）高壓無功補(bǔ)償裝置的未來發(fā)展趨勢(shì)

1.SVG（靜止無功發(fā)生器）

SVG和SVC雖只有一個(gè)字母的差別，但這兩者卻迥然不同。SVG也是一種高壓無功補(bǔ)償裝置，但它的基本工作原理和SVC卻全然不同，其優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)也比SVC更加鮮明突出。那SVG與SVC相比到底有哪些優(yōu)勢(shì)呢？第一，開關(guān)元件的原理不同，使得SVG內(nèi)部的電子開關(guān)元件開關(guān)周期極短，其補(bǔ)償速度更快；第二，運(yùn)行范疇更加寬泛，這點(diǎn)主要體現(xiàn)在交流器交流測(cè)壓的復(fù)制和相位上；第三，完全沒必要具備大容量電容基礎(chǔ)；第四，諧波含量小，一些先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用使得電流中的諧波含量驟然降低。

2.電力有源濾波器

電力有源濾波器也是未來高壓無功補(bǔ)償技術(shù)發(fā)展的一種實(shí)物展現(xiàn)，它用裝置的形式表達(dá)出來，為電力半導(dǎo)體器件的發(fā)展指明了前進(jìn)的道路。但須注意的是，當(dāng)下所使用的電力有源濾波器依舊存在一些暫時(shí)不可調(diào)的問題，譬如電流中的高次諧波、裝置成本過高等問題，不過相信在相關(guān)科研人員的努力之下，電力有源濾波器在未來前進(jìn)的道路上會(huì)愈來愈好、越走越遠(yuǎn)。

3.綜合潮流控制器

綜合潮流控制器是未來高壓無功補(bǔ)償裝置發(fā)展的第三種趨勢(shì)，其相較于其他兩種裝置來說，更為優(yōu)化和優(yōu)質(zhì)。綜合潮流控制器的工作原理十分別致，它是把晶閘管換流器中產(chǎn)出的交流電嫁接到輸電線相電壓上，讓這個(gè)電壓幅度值和相角處于一種連續(xù)變化的狀態(tài)中，讓工作線路可以進(jìn)行有功、無功的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)質(zhì)量的最優(yōu)。

三、結(jié)束語

總而言之，以上便是筆者對(duì)“高壓無功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展研究”這一課題的一些見解看法，希望能夠給讀者提供幫助。此外，文中提到的高壓無功補(bǔ)償技術(shù)存在的弊端問題，殷切希望相關(guān)科研人員能夠找出合理的辦法解決，為日后電力行業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的有效發(fā)展盡一份力量。

[1]卜大鵬,胡紹剛,趙郁婷,李松濤.鞍山地區(qū)電網(wǎng)靜態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用[J].電氣應(yīng)用.2013(S2)

[2]陳衛(wèi)華,王福春.淺析無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息.2015(35)

[3]馬廷棟.變電所高壓自動(dòng)無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用分析[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備.2015(06)

[4]張細(xì)先.對(duì)無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的運(yùn)用[J].電子技術(shù)與軟件工程.2016(01)

周大維(1978-)，男，漢，遼寧省遼陽市弓長(zhǎng)嶺人，中級(jí)職稱，研究方向:工廠供電。