配電網無功補償及諧波治理技術研究及應用

朱瑛

摘 要：配電網運行過程中無功損耗與諧波現象，直接影響到電網運行安全與穩定，基于此開展相關治理技術，提高配電網運行可靠性。本文就配電網無功補償及諧波治理技術應用研究。

關鍵詞：配電網;無功補償;諧波;治理技術

在電網需求不斷變化的背景下，國家電網必須主動對配電網結構進行改革優化，提高輸電效率與用電穩定性。通過對我國目前多數電力企業的配電工作分析可知，無功分布不均衡、無功補償體系不健全、投運效率低、諧波問題嚴重等問題，直接或間接對配電網運行造成影響。

一、配電網運行現狀

（一）電容補償

由于我國疆域廣闊各個地區的地理環境差異較大，因此配電網運行時存在較大負荷波動，導致了整體電網運行穩定性較差。目前我國很多城鎮與鄉村安裝的配電系統，主要采取戶外塔桿的安裝工作模式，在配電網運行過程中，主要以電容器補償模式為主。

在電容補償工作開展時，主要是因為電容器可以提供穩定固定的無功公路，并且電容器設備的成本較低可以快速安裝操作，提高了電網運行的整體安全性，因此我國配網系統中，主要利用電容器開展無功補償工作[1]。

（二）無功補償

靜止無功發生器（SVG）設備可以對配電網諧波進行一定處理，并發揮出無功補償的工作效果，部分電力企業在對諧波問題處理時，利用SVG設備替代了電容器，以提高電能運行效率與質量。該諧波治理技術已經在國外得到普遍應用，我國的工業配網工作中合理的應用該設備，但是在基層鄉鎮配電網無功補償工作開展時，仍舊采用電容器補償工作方式。

二、治理技術

（一）SVG設備

SVG設備的運行基于IGBT技術實際工作效能，該設備的合理應用可以有效補償無功損耗，以降低諧波的產生，提高配電網運行的質量與穩定。在IGBT技術的支持下，可以有效提高無功補償工作效能，降低電網運行管理的不必要損失。

（二）運行方式

SVG設備在實際運行時，主要通過傳感器對補償設備的電壓與電流進行檢測，以快速收集相關數據信息并反饋到運算系統，電流運算系統會快速計算出設備需要的無功補償量、諧波產生量、不均衡分量等。基于系統計算的數據結果可以對SVG設備發出相關指令，以驅動特定電路作用于IGBT等相關電子元件，以對補償對象輸入可控的電流與電壓，以實現對配電網設備功率的補償和電網諧波的抑制。

設備通過整流逆變的特殊工作方式，對外輸出與配電網系統同頻率但幅值不同的工作電壓，并通過電抗器設備安全接入配電網系統，以此合理抑制電網諧波現象的發生，合理補償配電網功率損失，提高配電網電能使用效率與安全。

（三）檢測原理

當SVG設備用于對配電網無功補償與諧波治理時，可以發現設備將配電網產生的諧波信號與無功功率信號進行了匯總，以提高配電網治理的整體效果。通過采取該種補償治理工作模式，無功補償工作效能得到了明顯提升。

通過對SVG設備的治理效果與檢測原理進行研究分析可知，該設備的檢測補償工作，主要建立在瞬時功率理論的基礎上，以完成對配電網諧波與無功補償工作。基于瞬時功率理論研究可知，無延遲分離信號可以得到有效處理，通過對諧波、無功功率、負序等電網信號進行瞬態管理，可以充分發揮出SVG設備的應用價值，以抵消電網諧波、控制無功損耗、調整電能平衡，提高配電網運行的整體可行性[2]。

（四）混合裝置

混合裝置將SVG設備與電容器進行了技術結合，充分發揮出兩者各自的優勢，構建混合型動態補償工作模式，以消除電容器分級分組補償的工作缺點，提高了電網無功補償的整體工作效率與安全。

在該混合補償模式中，SVG設備可以充分發揮出自身響應時間短的技術優勢，快速的跟蹤電網設備的無功損耗，以實現精準補償無功功率，降低電網的無功波動，合理抑制了電網諧波的產生。在實際應用過程中，技術人員必須基于實際電網情況，選擇最佳的治理技術方案，以保證無功補償與諧波治理工作的整體效果。

三、應用分析

（一）應用對象

國家電網某供電企業對轄區內用戶進行電力供應時，電力企業所管轄區內的用戶主要是居民生產用電，該供電局的配電容量為100KVA。由于轄區所處山嶺地帶，因此配電運行半徑較長，主要采用單相負荷用電方式。該供電局配電網的平均功率因數為0.85，存在嚴重的三相不均衡問題。

（二）應用效果

為了提高設備補償質量并抑制電網諧波的產生，該供電企業在轄區內配置了75Kvar柱上SVG補償設備，以調整電網負荷的三相不平衡，提高配電網運行的質量與安全。

在SVG設備應用之后，可以明顯發現該供電局的三相電流逐漸趨于穩定與均衡，且三相負荷電流基本處于5A以內，很好的解決了該供電企業的有用功不均衡問題。同時在SVG設備無功補償與諧波治理工作開展下，該供電局的功率補償因數出現了一定變化，由以往的0.85上升為0.99，且整體無功功率控制在3Kvar以內，有效抑制了配電網無功波動，隨著配電網無功波動的減少，電網產生的諧波量明顯降低。

四、結語

在智能電網建設過程中，基于用戶的用電需求變化，需要不斷提高配電網的電能供應質量與安全。為此對配電網的無功補償工作與諧波治理現狀進行分析可知，配電網的整體運行仍舊存在一定問題，為了提高電網運行的安全性、可靠性與穩定性，需要利用SVG設備替代以往的電容器補償模式，利用SVG設備提升電網的無功補償工作質量與效能，降低抑制電網諧波的產生，為用戶提高可靠穩定的電力資源。

參考文獻：

[1]陳建軍，檀政，張曉毅.配電網無功補償治理技術研究及工程應用分析[J].電子測試，2017，16：42-44+55.

[2]王熹瞳.淺析低壓配電線路無功補償裝置諧波治理技術[J].電子制作，2019，04：88-89.