電力電子技術與無功功率補償技術的聯系

劉 玥，管紅梅

（長春工業大學人文信息學院自動化系 吉林 長春 130122）

1 引言

電力電子技術是一門新興技術，將電力、電子和控制三者綜合結合，運用于對電力系統的調節控制，準確靈活的調節電網的穩定性，提高電能質量。無功功率補償技術是指在電力系統中裝置一種無功功率電源，改變無功功率的流動，提高電力系統的電壓，避免產生不必要的電能損耗。主要探討的是兩種技術之間的聯系，在分析電力電子技術與無功功率補償技術的密切聯系以及無功功率補償技術對電力電子技術的影響的基礎之上，完成本文研究。

2 電力電子技術與無功功率補償技術的密切聯系

在電力電子技術與無功功率補償技術結合使用時，需要解決諧波污染問題[1]，避免消耗無功功率，更好地維護電力系統，將兩種技術作用發揮到最大。

2.1 無功功率補償技藝彌補電力電子技術不足

電力電子技藝與無功功率補償技術結合的方法有很多，如使用可同步進行發電的發動機、特殊狀態下同步電機、靜止無功補償器、同步電動機以及并聯電容器等工具[2]。很多供電系統的電力電子技術沒有辦法發揮其應有的功效，過多的阻感型負載導致系統出現感性的總等效負載，極大地降低了電力電子技術的有效功能，所以通常會采用并聯電容器，通過該設備來進行無功功率的補償，提高供電系統的功率。當通過自備的發電機組進行供電工作時，電力電子技術與無功功率補償技術可以有機結合，對供電系統的無功功率以及電壓進行自動調節。

并聯電容器可應用于無功功率補償領域，可采用的方式共有三種，區別點在于安裝位置的不同：（1）在母線上安裝電容器組并且是進行集中安裝，將無功功率補償技術與電力電子技術進行優勢互補，在減少線路無功損壞的基礎之上，將整個變電的功率大幅度提高，補償范圍較廣；（2）在功率因素較低的區域母線上安裝電容器組并且是進行分別安裝，加大無功功率補償的效果，提高電力電子技術的運用，但補償范圍較窄；（3）根據不同的設備進行有區別的安裝，以異步電動機為例，該設備的照明線路是以熒光燈為主，是典型的感性設備，此種設備的電壓質量不高，電力電子技術效果不明顯，可在該設備的負載設備上安裝電容器組，進行就地補償。但此種方法的后續維護工作較多，電容器組安裝位置分散，工作量較大。圖1為無功功率補償調機器的框架圖。

圖1 無功功率補償調節器框圖

2.2 電子電力技術推動補償無功功率技術運用

本文所探討的兩種新興技術是電力行業常使用的兩種技術，它們是緊密合作的兩種技術，在無功功率補償彌補電力電子缺陷時，電力電子的相關應用技術也可通過很多有效的方法來推動著無功功率補償技術的進一步革新與運用，有效的抑制在使用無功功率補償技術時出現的諧波，例如高壓直流輸電技術（HVDC）和用戶電力技術（CP）。（1）用戶電力技術（CP）：CP技術與FACTS技術在很多地方有共同之處，CP技術一般是應用于生產過程中，在該技術與補償無功功率技術的合作之下來提高供電系統的可靠性，提高供電系統的供電質量，使無功功率的補償效果更加明顯，使配電系統更加穩定。（2）高壓直流輸電技術（HVDC）：在大容量、遠距離的輸電工程中，運營單位多采用HVDC技術與無功功率補償技術協調操作。在遠距離輸電過程中電路功率波動明顯，穩定性較低，施工單位會采用無功功率補償技術來穩定功率，但輸電中產生的電能損耗降低效果不太明顯，這時HVDC技術的加入可以彌補這點不足，使無功功率補償取得預期效果。HVDC技術在傳輸中所用的傳輸電纜較少，降低了施工難度，在兩種技術的互補運用中高效率的完成遠距離、大容量的電力傳輸工作。

3 補償無功功率技術對電子電力技術的影響

無功功效補償技術對于電力電子技術的影響，可以看成是電子設備采用無功功率技術補償后發生的相應變化。采用補償無功功率的相關技術可以降低無功功率對電力電子技藝的影響[3]。（1）當無功功率增加時，相應的電力電子設備會產生更大的電流，會擴大電力電子設備的尺寸，增加檢測電力電子設備的測量儀表規格。無功功率補償技術可以降低設備在此時產生的電流，盡可能的避免設備與測量儀表發生變化。（2）當無功功率增加時，電子設備的變壓器降壓現象明顯增加，電網電壓會隨著無功功率的產生和逐漸增加而出現劇烈的運動，此種運動是明顯的上下波動，在很大程度上擴大了電子設備的變壓器與線路壓降，使得電子設備的電網電壓變得十分不穩定，影響電力電子技術在電子設備中的功效，很容易產生一些安全事故，電子設備的電力系統也會因此受控性下降、穩定性降低。（3）采用電子電力技術的電子設備會因為無功功率的增加出現嚴重的損耗，電路也會因此出現不同程度上的損耗，將直接導致電子設備的使用壽命縮短。在出現上述現象時，及時的采用無功功率補償技術，可以大大的降低電子設備在供電時發生的磨損，相對的延長電子設備正常運行的時間和壽命。（4）無功波動會引起電壓的波動，降低電力電子技術在設備中的有效性，當設備無法承載這種波動時，降壓會發生激烈波動，采用無功功率補償技術后的電子設備，有效的避免了類似情況的發生，便于電力電子技術在電子設備中的更好運用。

4 結語

無功功率補償技術和電力電子技術之間始終有著密切的關系，兩種的技術發展與進步是相輔相成、相互促進、相互協調的。無功功率補償技術可以彌補電力電子技術的不足，電力電子技術又反過來推動無功功率補償技術的運用。本文通過分析無功功率補償對電力電子技術的影響，探討兩種技術之間存在的優勢互補，從而探究了兩種技術的密切聯系。希望本文的研究能夠為電力電子技術與無功功率補償技術的結合運用提供思路。