配電系統動態無功補償技術的應用研究

李文修 王光利

摘 要：自改革開放以來，高壓、大功率電力設備逐漸應用于電力系統當中，且相關電力技術日漸完善，電力電子裝置在系統中的積極作用得到了充分展現，有效保障了系統安全性。然而電網中的電力電子裝置運行中會造成諧波污染，且功率因數降低，增加了電網負荷，降低了電能質量。文章將從動態無功補償技術方式等入手，深入分析和研究其在配電系統中的應用。

關鍵詞：配電系統；動態無功補償技術；諧波；應用

前言

電力事業現代化、信息化發展趨勢下，電力部門愈發重視有功電耗的降低，效果并不明顯，特別是在電弧爐、電焊機等設備的廣泛應用，在很大程度上增加了高次諧波對電網產生的嚴重污染，且導致電壓波形發生畸變，直接降低了電能質量。而動態無功補償技術作為一項新型技術，以其自身穩定性等優勢，在恒定功率等方面發揮著積極作用，同時能夠減小諧波電流對系統產生的消極影響。因此加強對該項技術在配電系統中應用的研究具有現實意義。

1 動態無功補償技術概述

無功補償主要分為動態及靜態兩種方式。前者主要是根據負載情況安裝固定容量補償電容及電感，后者與前者不同，主要是隨著感性或者容性變化，切換補償電容容量、電感量等達到補償目的[1]。而其中動態補償具有實時性、高效等特點，能夠幫助改善和提高功率因數，且能夠顯著降低線路損耗。

目前，該項技術廣泛應用于輸電系統波阻抗補償、負載無功補償中。其在實踐中能夠連接并控制無功功率，根據實際情況第一時間做出反應，發出或者吸收無功功率，將系統中的獨立的節點電壓整合到一起，形成一個整體。在科學技術支持下，動態無功補償發展相對成熟，在具體應用中，僅需要利用相關裝置，較為方便，且可靠性很高，未來，將成為配電網絡管理的必然選擇。

2 具體應用研究

基于當前電力用戶無功功率需求變化情況來說，配電網的無功補償方式主要由多種方式構成。配電系統作為電力系統的重要組成部分，是由配電設備、用戶等組成，其運行效率高低直接決定電能質量。具體來說，可以從以下幾個方面入手：

2.1 變電站方面

變電站是配電網絡中不可缺少的一部分，其能夠改變電壓場所，并借助不同的電壓等級配電線路，為用電用戶提供高質量電能。變電站在運行過程主要采取分級和就地補償兩種途徑。其中就地補償，主要是指結合無功功率需求進行補償，以此達到降線損的目標[2]。在具體應用中，要想達到降低主變壓器與負荷側方面的無功損耗的目的，可以設置容性無功補償裝置。并在具體執行過程中，觀察變壓器容量的具體情況，按照主變壓器容量取值范圍進行配置，一般來說為10%-30%，從而為變電站更好地為用戶提供電能奠定堅實的基礎。

2.2 配電線路方面

配電線路作為電力系統有序運行的重要基礎，其運行安全性、可靠性直接決定線路性能的發揮。針對配電線路，該項技術在其中的應用，主要是利用分支線路平衡無功功率，同時補償無功消耗，從而降低配電線路與主干線傳輸的無功損耗。在電力系統運行過程中，還應加強對一些補償點及容量的有效控制，并嚴格按照相關規定完成設定目標。在選擇補償點時，應選擇負荷較小的分支線；而選擇分組補償容量過程中，應結合分支線路中配電變壓器空載無功率情況進行選擇。

2.3 系統設備方面

設備運行過程中，受到環境等方面的影響，將會削減大量的電能，因此應將該項技術引入到其中。對于設備的動態無功補償來說，主要體現在四個方面：一是利用電容器，將其與固定濾波器整合到一起，達到事半功倍的降低低壓側母線電壓的目標。同時，針對濾波來說，還可以適當增添設備，保持無功功率穩定性。二是對斷路器、投切電容器進行補償處理，操作較為簡單，且能夠獨立安裝在設備上。具體來說，利用電容器組，在電容器組中安裝熔斷器，以在出現短路情況下，實現對設備的保護。在進行合閘作業過程中，受到電容器過電壓過高的影響，為了降低電流沖擊力與串聯諧振現象，可以采取電抗器進行串聯處理[3]。三是充分借助有源濾波器，電流形成建立在電力電子裝置基礎上，而利用設備對諧波電流、負序電流相位等進行相應調整，實現抵消功率目標。該種方式更為靈活、且調節效果更為明顯。四是利用晶閘管與濾波器的連接，調控電抗器中的感性電流，促使其能夠與容性無功補償電流相互影響，最終達到抵消功率的目標。在具體應用中，工作人員固定濾波器，并減少晶閘管的數量，增強前者的性能，且實現對設備磁飽和程度的有效控制。

2.4 用戶方面

配電系統運行的最終目標是為電力用戶提供優質電能。而受到諸多因素的影響，用戶使用的設備也會對電能質量產生一定影響。因此應積極引進該項技術，結合用戶需電實際情況，實現對用戶方面的動態無功補償。具體來說，可以從三個方面入手：首先，集中方式。在配電變壓器高壓側等設備上，利用集中補償方法，減少變壓器無功功率，同時就地補償變壓器的無功損耗。通過自動追蹤無功負荷的運行，在補償容量方面進行相應調整和優化，降低配電站輸電線路及變電站等方面的電能消耗。其次，個別方式，主要是在獨立設備上安裝電容器，通過電動機實現功率投入及推出，實現對設備自身的無功損耗，從而減少配電網絡的無功損耗[4]。最后，分散方式，應對電容器進行合理分組，并對每組設備設置母線，構成多組分散補償的方式和方法，實現各個車間的無功補償目標。

現階段，動態無功補償技術的應用還有待完善，應建立完善的宣傳機制，節約用電量的同時，提高用戶用電效率，從源頭上避免電力資源浪費的情況。同時還應重視無功電流傳輸時流經的變壓器及線路造成的功率等情況，而針對共同變壓器機組負荷過大情況，可以在配電網低壓端設置電容組，最終促使設備實現有效補償目標。另外，隨著通信技術在配網系統中的應用，其中一些較為先進的終端能夠考慮設備的可持續使用，采取標準接口，與配網自動化系統有機連接，并根據系統運行狀況及時作出響應，選擇高效的補償方式等，從而提高控制有效性。

3 結束語

根據上文所述，社會經濟快速發展為電力事業改革帶來了諸多發展機遇，但同時也提出了更大的挑戰。電力企業在向用戶提供高質量電能的同時，還應不斷增強配電系統安全、可靠性，提升配電網絡整體穩定性。在實踐中，相關人員要明確認識到動態無功補償技術應用的重要意義，并結合實際情況，明確配電網絡各個環節存在的問題，并采取合理方式實現對電網的降耗升壓處理。另外，目前動態無功補償技術的應用還不夠完善，我國相關部門還應加大對該項技術的研究力度，促使其與技術深度結合，發揮合力。

參考文獻

[1]胡明紅.動態無功補償裝置在配電系統中的應用[J].現代建筑電氣，2013（1）：27-30+52.

[2]辛余.輸配電系統動態無功補償技術的研究[J].硅谷，2013（20）：71+48.

[3]孔令俊.無功補償技術在低壓配電系統中的應用[J].中國高新技術企業，2015（4）：66-67.

[4]楊陽.淺談動態無功補償裝置在低壓配電系統中的應用[J].科技傳播，2011（2）：130+140.