關于城市配電網無功補償技術的探討

胡宗金（山東威海明安電力安裝工程有限公司，山東威海 264200）

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關于城市配電網無功補償技術的探討

胡宗金
（山東威海明安電力安裝工程有限公司，山東威海 264200）

【摘要】在城市配電網建設規模逐漸擴大的背景下，以電網無功補償技術的應用能夠為提高供電的穩定性、降低供電損耗并提升電能質量奠定基礎，進而為提升供電企業的經濟效益、實現配電網的高效、經濟且安全運行，滿足城市實際用電之需奠定基礎。本文針對城市配電網無功補償技術進行了研究與探討，對無功補償策略與方式進行了具體分析，以供參考。

【關鍵詞】城市配電網 無功補償技術 方法 策略 研究

在社會主義經濟迅速發展的背景下，為了滿足城市日益增長的用電需求，我國城市配電網建設規模逐漸擴大，而為了確保供電的安全性與可靠性，進而避免供電事故的發生，并提高供電企業的經濟效益，則就需要經濟的將電網無功補償技術進行完善應用。借助這一技術，能夠為實現對電網結構的優化并提高供電的穩定性與電能質量，滿足城市生產與居民生活的用電需求。

1 電網無功補償原理與技術應用優勢

這一技術的基本原理則是借助具有容性與感性功率負荷裝置并聯于同一電路之中，進而促使能量在這兩種負荷間實現交換，借助容性負荷所輸出的無功功率來補償感性負荷所需要的無功功率。在缺少電容器來實現無功功率補償的情況下，供電線路中的無功功率會因此而被消耗，相應的線路變壓器容量加大，而當用戶側無功補償能量缺乏時，線路的整體能耗量加大，相應設備的使用效率隨之降低，進而降低了線路供電的穩定性，并使得相應供電效益隨之大打折扣。而以無功功率來實現動態補償后，則能夠避免無功倒送情況的發生，這樣不僅能夠提升電能的質量，同時還能夠降低供電損耗，為提升供電企業的綜合效益奠定基礎。

2 五種電網無功補償策略的優劣勢分析

2.1 同步調相法

這一無功補償技術誕生較早，能夠同時滿足靜態與動態無功補償之需，實現無功補償的原理是借助相應監控系統，通過對電壓的監測，利用勵磁控制來實現無功的發出，同時以電壓調節器與相應監控反饋裝置，實現對無功功率的優化，進而確保供電線路兩端電壓能夠處于穩定狀態，以確保供電的穩定性。而這一無功補償技術在實際應用的過程中，逐漸呈現出了一系列不足之處，主要表現在實際運行的過程中，其自身的損耗大，同時所產生的噪音也相對較大，并且相應維護工作較為復雜；此外，在進行動態無功補償時，其反應的速度偏慢，因此，在當前的配電網系統中其現有的功能難以滿足實際使用之需。

2.2 電容器

電容器主要提供的是靜態無功補償，在實際應用的過程中，一般是在母線上以并聯或是串聯的方式來安置電容器，并輔以電抗器，這樣在變電站就能夠實現集中補償。通過實踐應用表明，使用電容器來實現無功補償的主要優勢是能夠提供的無功容量較大，且在實際落實運維管理工作時相對較為簡單，并且可以滿足大功率且遠距離輸電形式下對無功補償所提出的要求。而所存在的不足之處在于：無法滿足實時動態無功補償的需求，在實際應用的過程中需要人工來實現對電容量補償的控制，同時面對當前相對較為復雜的城市配電網絡，相應負荷波動較大，因此，以此種方式來進行無功補償則難以滿足實際需求。

2.3 SVC、STATCOM以及VQC

首先，SVC。這一靜止無功補償器主要是借助TCR與TSC或是二者混合的形式來實現無功補償的功能，在運行的過程中，主要是借助晶閘管的使用來實現對投切的控制，通過相應監測反饋信息來實現無功補償以確保電網電壓的穩定性，提升電能質量。采用這一無功補償裝置，主要呈現出的優點在于借助晶閘管的使用，可實現連續與動態的無功補償，反應速度相對極快，能夠滿足電網負荷變動較大情況下的使用需求。但是也存在一定的不足之處，主要是不可控的關斷使得在實際進行無功補償時諧波較大，進而相應電能質量隨之下降。其次，在STATCOM的使用上。這一無功補償裝置的性能較高，在實際應用的過程中能夠有效的保證電網供電的穩定性與安全性，且在靜動態無功補償的應用中都表現出了這一優勢，但是基于成本過高而難以實現推廣性應用。最后，VCQ這一無功補償策略的應用兼顧了所有策略的優勢性能。

3 城市配電網無功補償技術的實際應用方式

3.1 集中補償與隨器補償

在集中補償上，主要是基于變電站下來實現的，能夠以分級平衡的方式來實現對電網無功功率的補償，采用的主要裝置為電容器等，通過對優化供電線路母線電壓來確保補償無功損耗，確保供電線路的安全可靠運行。采用這一方法雖然降損效果不佳，但是運維管理工作開展便利。在隨器補償方法下，通過對無功損耗的補償能夠減低損耗的基礎上，優化電能質量，在使用的過程中表現出了很強的經濟實用性，但是，因安裝格局分散而導致投資較大且運維工作開展不方便。

3.2 線路桿上補償與隨機補償

在配電線路上實現桿上補償這一無功補償方法，能夠以分段安裝電容器的方式來實現，因采用的是單點式補償，所以在實際進行控制時相對簡單方便，能夠滿足線路與公用變壓器對無功補償所提出的需求。在實踐應用過程中表現出操作方便且投入小的優勢特點，在功率因數低且電壓負荷較大的長距離運輸線路中更為適用。不足之處在于因離變電站較遠，保護控制方面難度與投入較大，且對于重載情況該補償方式也難以滿足實際需求。采用隨機補償方式是借助電容器與電動機并聯的形式來實現的，通過對電動機無功消耗下勵磁的補償，能夠優化無功負荷，降低有功損耗。在使用上簡單方便且易于維護，相應性能良好且效益較高。

3.3 跟蹤補償與線路補償

前一種補償方式下，能夠基于用戶端實際無功負荷變化的情況來實現動態無功補償，但是相應的控制保護裝置相對較為復雜，且在建設前期投入成本高。采用線路補償的方式可降低線路損耗的同時，有效提升末端電壓，適用于35kV與10kV長距離線路。

4 結語

綜上所述，基于城市配電網絡建設發展的現狀，為了滿足城市用電需求，就需要以無功補償技術的應用來提升電能質量、確保供電的安全可靠性，并在降低損耗的基礎上來提高供電企業的經濟效益。在實際應用這一技術的過程中，要結合實際情況來科學選擇無功補償的策略與方法，以確保在應用這一技術的過程中實現綜合效益的最大化。

參考文獻：

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