電力自動化中智能無功補償技術的應用研究

徐援軍

（金建工程設計有限公司山東煙臺264670）

電力自動化中智能無功補償技術的應用研究

徐援軍

（金建工程設計有限公司山東煙臺264670）

隨著我國社會經濟的飛速發展，電力行業也隨之得以進步與發展，電力自動化技術被廣泛應用于各行各業之中，同時也取得了一定的成績與效果。但是在電力系統的實際操作運行中，一些電氣設備會受到某些因素的干擾，對電力系統在運行時的安全造成一定的影響。因此，無功補償技術就對解決這些問題發揮了極大的作用，同時優化電力企業的自動化系統。

電力企業自動化；智能無功補償技術；應用

隨著我國經濟的發展，人民日常生活水平的不斷提高，對于電量的需求也在不斷的增加，就會造成電網的負荷量加大，相關電力系統在安全運行方面將面臨著巨大的困境。為了提升相關的管理效率，加強管理的力度，將自動化的技術應用于電力系統的管理工作中。近年來，我國的自動化技術已日漸成熟，但是在實際的操作與運行中還是會出現各式各樣的問題，對電力企業的發展造成消極、負面的影響。據此，人們研發了智能無功補償技術來解決這類問題，進而優化電力系統，改善電網運行的質量與水平。

1 相關概念

1.1 電力自動化

電力自動化的實施需要依靠計算機網絡技術，電力系統的運行過程大致為電廠—電網——區域電網—街道電網—用戶。通過大量的輸電網、配電網及多級變壓設備等一系列的設備進行配合，從而完成電力的輸送。電力自動化則是將電力系統在運行中的主要環節集中起來，同時借助計算機技術及其網絡技術來控制、監測電力系統的發電、輸電、配電等環節的運行狀況。除此之外，電子自動化的實現還離不開相關的可控電子元件。就目前而言，電力自動化中主要包括發電站自動化、電力信息自動化、電力故障處理自動化、配電系統的自動化等。

1.2 智能無功補償技術

電力系統在正常的運行過程中難免會被電氣設備中的電感、電容等元件之間形成的磁場干擾，從而產生無功。同時，由于無功在電路中會產生一定的電流，就會給電力系統增加一定量的負擔，使相關變壓設備的利用率降低。但是，在電力系統中如果不使用這些設備，電力系統將無法維持正常的運轉。據此，就需要在電力系統中加入一種元件，可以將系統中產生的無功電流進行等大反向的抵消，由此就可以極大程度的降低電力系統中相關設備的負擔，進而提升系統在運行過程中的安全性，將無功減少或者是消除。

2 電力自動化中智能無功補償技術的應用現狀

就目前而言，智能無功補償技術在電力自動化發展中的應用主要包含了三方面的內容。①調節電器、電容器的電壓，控制管理固定濾波器設備。主體透過電氣低壓布線上方的濾波器設備的連接，或者是降低變壓器設備低壓側母線來對其電壓進行調整與處理，進而對無功進行處理。②有源濾波器裝置，它是將電力電子設施轉變成與同負序電流內和諧波電流反向的電流，進而使該設備與電源系統總體應用的需求相符，使其能夠實現相互抵消的重要作用。③可控制飽和電抗器系統設備。該設備是利用電抗器裝置的飽和性與更新回路電流，使感性電流與并聯濾波器裝置中的無用無功功率進行相互的抵消。

現如今，智能無功補償技術在電力自動化的發展過程中仍舊存在許多的問題與不足之處。最主要的就是配電網的倒送現象，這個問題在一定程度上加大了配網功率的能耗及相關的損失，加劇了配電線路的負擔及相關的影響，進而引發電力系統在供電電壓方面的偏差，加大了電力系統的無功功率。尤其是在一些通過固定電容器裝置來進行補償的應用中，其電力的負荷較低就會引起無功倒送的問題。除此之外，在設定的無功補償的總體容量標準與相關規定的標準不相符時，就會造成變電站之間的無功補償電容不能夠按照其電力負荷的實際變化進行就地電容的調整，且容易引發低負荷狀態下的過度補償問題，高負荷狀態下無功功率因數較低的現象。大多數發電廠中形成的無功電流會被傳送至高壓變電站，再由輸電線傳送至中低壓的變電站，進而就會造成遠距離輸送無功電流的現象與問題。

現階段，我國在電力自動化中使用的智能無功補償技術已經日趨成熟，其有關的應用包括：①真空斷路投切電容器，是無功補償設備中的一種，其造價低廉，操作簡便。但是在合閘時比較容易產生較大的電壓，進而對相關設備造成一定程度的損害。同時，該設備無法進行頻繁的投切操作，其耐受力較弱，操作使用的壽命較短。②可控飽和電抗器，這是以調節電抗器飽和程度為手段，進而對整個電力回路中的電流進行調整，使并聯濾波器中產生的無功功率和感性電流進行相互的抵消，以此來達到相應的平衡狀態，但是這個設備在運行的過程中會形成譜波，產生較大的噪音，影響設備的使用壽命。③有源濾波器，可以產生同負序電流相反的電流，進而使得兩者相互抵消，最終消除負序電流。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。④固定濾波器，該設備是與電容器、電抗器相結合使用的。通過對低壓側母線電壓的調節，來降低無功功率。與此同時，對于該設備在使用時，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 電力自動化中智能無功補償技術的應用

3.1 選擇正確的智能無功補償方式

在電力自動化中，應該根據實際的操作情況來進行對智能無功補償方式進行相應的選擇。在進行智能無功補償方式的選擇時，需要遵循以下幾個原則：

（1）堅持動態補償與固定補償相結合的方式。隨著電力企業的飛速發展，電力運行系統的負荷量也在不斷的加大，且形式也變得越來越復雜，這就給智能無功補償技術提出了更高層次的要求。傳統的固定補償技術隨著電力技術的發展已經遭到淘汰，新型的智能補償方式需要將傳統的固定補償與動態補償相結合。

（2）智能無功補償取藥采取綜合補償方式。隨著電氣化技術的提升，越來越多的電氣設備都在電網中展開了使用，就加劇了電網中三相不平衡的現象。傳統的三相共補技術已經滿足不了目前的電力需求狀況，加之單項補償技術的使用成本較高，因此采用綜合智能補償方式，進行共分結合技術，才能夠有效地提升無功補償的經濟效益。

（3）快速跟蹤補償技術，這是一種新型的補償技術，將這項技術與穩定態補償技術相結合，是電力自動化無功補償技術的一種重要的發展方向。

3.2 合理選擇無功補償投切開關

智能無功補償技術中對于投切開關的選擇是十分必要的，對無功補償技術的效率及電力系統的運行的穩定性有著極其重要的影響。現今補償投切開關主要包括以下幾種：

（1）固態繼電器。在無功補償技術中最常見的一種投切開關，可以在對相關條件做出及時的反映，且在投切過程中不會對電網形成一定的沖擊，其設備的使用壽命較長。但是這種設備在使用時會產生譜波，同時還會產生極大的噪音，形成一定的耗損。

（2）一體化智能開關。這種投切開關是將固態繼電器與接觸器相結合，同時結合這兩種設備的優點。這種設備的使用能夠進行快速的投切，有效地降低其能量的耗損。但是這種開關的成本較高，不利于大范圍的推廣使用。

（3）智能一體化真空開關。這種設備將低壓真空技術及永磁技術進行結合，從而完成了電容過零投切。除此之外，這類開關的使用成本比較能夠被大眾所接受，其可靠性較強，設備的使用時間也比較長。

3.3 對無功控制措施的選擇

智能無功補償技術，是利用計算機進行三相電流、電壓的采集，同時對電力系統中的無功變化進行追蹤，從而將無功功率轉化為控制物理量。其中投切需要參考電力用戶設定的功率因數，來選擇合理的電容器組合。在無功補償的過程中，需要依據三相中各部分的功率大小、智能化的選擇電容組合。

（1）科學的設置電壓制約條件。在電力系統中，可以依據其中的無功功率來設置相應的禁切、禁投值。同時，明確電壓制約條件下各種參數的取值范圍，結合電力系統的實際要求，增強這些制約條件下參數選擇的合理性。

（2）合理的設定投切的延時功能，對時間進行一定程度的控制與調節。這種方式的使用，能夠對其進行及時的跟蹤與補償，同時將跟蹤補償值設置為零。

4 結束語

綜上所述，智能無功補償技術是電力系統發展的必然趨勢，同時也是現階段我國最先進的無功補償技術。應用于電力自動化系統中，能夠有效地提升電力系統運行的穩定性，進而提升企業的經濟效益。隨著我國科技的發展，將會有越來越多的新設備與新技術應用于無功補償技術中，使智能無功補償技術向著更加智能化的方向發展。

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TM714.3

A

1004-7344（2016）24-0067-02

2016-8-9

徐援軍（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事供配電設計工作。