智能無功補(bǔ)償技術(shù)在電力自動(dòng)化中的應(yīng)用

劉罡

摘要：電網(wǎng)中的電力設(shè)備在工作的狀態(tài)下，有功功率與無功功率是相輔相成的。隨著我國電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大化，電力設(shè)備工作時(shí)的無功功率的交換與傳輸會(huì)引起供輸電設(shè)備的電壓小號(hào)，導(dǎo)致功率損耗加劇，無形中增加了電網(wǎng)運(yùn)行的成本。這不利于電力發(fā)展環(huán)保效益與經(jīng)濟(jì)效益的體現(xiàn)。本文詳細(xì)介紹了智能無功補(bǔ)償技術(shù)相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，結(jié)合幾種無功功率分析了智能無功補(bǔ)償技術(shù)的特點(diǎn)、補(bǔ)償原理、補(bǔ)償作用、補(bǔ)償方式。探討了我國智能無功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及智能無功補(bǔ)償技術(shù)在電力自動(dòng)化優(yōu)化應(yīng)用的策略。旨在為智能無功補(bǔ)償技術(shù)的合理、高效的應(yīng)用提供一些參考建議。

Abstract： When the power equipment in the power grid is working， active power and reactive power are complementary. With the continuous expansion of the scale of China's power grid construction， the exchange and transmission of reactive power during the operation of power equipment will cause the voltage trumpet of the power supply and transmission equipment， resulting in increased power loss and virtually increasing the cost of power grid operation. This is not conducive to the embodiment of environmental protection and economic benefits of power development. This article introduces the basic knowledge of intelligent reactive power compensation technology in detail， and analyzes the characteristics， compensation principles， compensation effects， and compensation methods of intelligent reactive power compensation technology in combination with several kinds of reactive power. The development status of China's intelligent reactive power compensation technology and the strategy of intelligent reactive power compensation technology in power automation optimization application are discussed. It aims to provide some reference suggestions for the reasonable and efficient application of intelligent reactive power compensation technology.

關(guān)鍵詞：智能無功補(bǔ)償技術(shù);電力自動(dòng)化;有功功率;無功功率

Key words： intelligent reactive power compensation technology;power automation;active power;reactive power

中圖分類號(hào)：TM76? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）12-0220-03

0? 引言

隨著我國互聯(lián)網(wǎng)+自動(dòng)化技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)+自動(dòng)化技術(shù)智能化技術(shù)的發(fā)展，為我國的電力系統(tǒng)輸配電管理提供了良好的技術(shù)條件，促進(jìn)了我國電力自動(dòng)化的發(fā)展。電力自動(dòng)化的發(fā)展對(duì)電力設(shè)備功能及其系統(tǒng)提出了更高的要求，同時(shí)也對(duì)電力管理水平提出了更大的挑戰(zhàn)。這種挑戰(zhàn)是來自多方面的。一方面是電力自動(dòng)化輸配電管理面向的是廣大的城鄉(xiāng)用電用戶，用戶數(shù)量的劇增和用電量需求的劇增都增加了用電管理的難度。另一方面是電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大化和自動(dòng)化設(shè)備數(shù)量的增加，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行中無功功率發(fā)生較多，造成資源浪費(fèi)。此外，電力系統(tǒng)中來自渠道的無功功率給系統(tǒng)維護(hù)增加了難度。研究智能無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于優(yōu)化電力系統(tǒng)設(shè)備動(dòng)態(tài)化管理，解決以上問題有著重要的意義。

1? 智能無功補(bǔ)償技術(shù)相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)

智能無功補(bǔ)償技術(shù)是指對(duì)電力系統(tǒng)中的無功功率應(yīng)用智能無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行補(bǔ)償，抵消電力系統(tǒng)供配電系統(tǒng)中發(fā)生的電力損耗。電力自動(dòng)化中常見的無功功率有感性無功功率、容性無功功率、基波無功功率、諧波無功功率等。無功功率的發(fā)生常受電力設(shè)備的功率因數(shù)的影響。一般高壓系統(tǒng)中，三相電壓和電流是對(duì)稱的，因此三相功率因素基本相同。想要提高無功補(bǔ)償?shù)男Ч托枰岣唠娏υO(shè)備的功率因數(shù)，從而有效的控制設(shè)備容量和設(shè)備功率損耗。從這一層面來講，智能無功補(bǔ)償是穩(wěn)定電力系統(tǒng)電壓和提高供電質(zhì)量的重要措施。

4.2 合理的選擇投切開關(guān)

智能無功補(bǔ)償技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用中，采用了很多的無功補(bǔ)償裝置，切投開關(guān)就是其中的一種裝置。切投開關(guān)通過控制設(shè)備斷路來降低或抵消無功功率。根據(jù)切投開關(guān)的用途，常見的智能無功補(bǔ)償切投開關(guān)有三種。第一種是過零觸發(fā)固態(tài)繼電器。這種切投開關(guān)的無功補(bǔ)償作用哦與開關(guān)設(shè)備的切投速度有著密切的關(guān)系。當(dāng)切投速度較快時(shí)，無功功率抵消率高，設(shè)備損壞率低;當(dāng)切投速度較慢時(shí)，無功功率抵消率低，設(shè)備損壞率高。其中影響設(shè)備損壞的根本原因是切投開關(guān)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，導(dǎo)致諧波的產(chǎn)生。諧波就是造成設(shè)備損壞的罪魁禍?zhǔn)住５诙N是機(jī)電一體智能真空開關(guān)。這種開關(guān)通過低壓真空控制電容器回路，而低壓真空切投時(shí)不會(huì)產(chǎn)生電壓差，因此對(duì)設(shè)備不會(huì)輕易造成損害，相對(duì)于過零觸發(fā)固態(tài)繼電器而言具有較高的可靠性。第三種是機(jī)電一體復(fù)合智能開關(guān)。這種開關(guān)是在過零觸發(fā)固態(tài)繼電器基礎(chǔ)上做的改進(jìn)。它將固態(tài)繼電器與交流接觸器做并聯(lián)處理，集中了固態(tài)繼電器與交流接觸器的優(yōu)勢，既保證了開關(guān)切投的速度，又增強(qiáng)了可靠性，同時(shí)設(shè)備裝置本身成本較低，符合經(jīng)濟(jì)管理的理念。不同的切投開關(guān)在實(shí)際無功補(bǔ)償應(yīng)用中有著各自的有點(diǎn)，技術(shù)人員應(yīng)該結(jié)合電力系統(tǒng)的綜合情況選擇切投開關(guān)。

4.3 結(jié)合系統(tǒng)及設(shè)備選擇無功補(bǔ)償控制器

電力系統(tǒng)智能無功補(bǔ)償指揮系統(tǒng)功能及設(shè)備元件、系統(tǒng)參數(shù)存在差異性，因此在智能無功補(bǔ)償控制器的選擇上也存在差異性。智能無功補(bǔ)償控制器是影響無功補(bǔ)償效率的關(guān)鍵。在選擇智能無功補(bǔ)償控制器時(shí)，需要特別注意智能無功補(bǔ)償控制器與智能無功補(bǔ)償指揮系統(tǒng)之間的匹配性，選擇與智能無功補(bǔ)償指揮系統(tǒng)使用范圍、無功功率、線路、無功補(bǔ)償裝置相適應(yīng)的控制器。智能無功補(bǔ)償控制器的應(yīng)用要確保不影響線路運(yùn)行的穩(wěn)定性，同時(shí)還應(yīng)該具有故障自檢和自我保護(hù)功能。此外，還要檢查質(zhì)量，選擇抗干擾性能加強(qiáng)、性能較好、綜合質(zhì)量較高的產(chǎn)品。

4.4 優(yōu)化智能無功補(bǔ)償?shù)目刂?/p>

在電力自動(dòng)化中，計(jì)算機(jī)輔助作用對(duì)智能無功補(bǔ)償起到了重要的促進(jìn)作用。電力系統(tǒng)自動(dòng)化依靠計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輔助管理。在整個(gè)電力系統(tǒng)管理中，自動(dòng)采集系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)的電壓、電流、有功功率、無功功率等信息進(jìn)行采集，并將無功功率作為控制管理的量，參考切投開關(guān)的限量和用戶設(shè)定的有功功率，自動(dòng)的選擇與電力系統(tǒng)匹配性良好的電容器組合，從而提升電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償?shù)木_度，減少了電力系統(tǒng)運(yùn)行中的能耗。這對(duì)于提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益有著重要的意義。計(jì)算機(jī)輔助管理具體的無功補(bǔ)償措施如下：①由管理系統(tǒng)科學(xué)控制電壓限制條件，并通過為系統(tǒng)設(shè)置過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)等措施來加強(qiáng)切投電壓值，以防投切設(shè)備電壓值發(fā)生無功功率設(shè)定的情況;②利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)加強(qiáng)切投時(shí)間控制的精準(zhǔn)度，適當(dāng)?shù)脑O(shè)置系統(tǒng)延時(shí)切投。同一組電容器的切投設(shè)置參考以上設(shè)置。對(duì)于快讀動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)那型稌r(shí)間可設(shè)置為0。

5? 結(jié)語

綜上所述，智能無功補(bǔ)償及時(shí)是基于網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)下電力系統(tǒng)優(yōu)化管理的重要策略。電力系統(tǒng)運(yùn)行中受多種不確定性因素的影響，存在著很過運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)及不穩(wěn)定性因素。通過在電力自動(dòng)化中應(yīng)用智能無功補(bǔ)償技術(shù)，有助于提高電力系統(tǒng)管理的可靠性、穩(wěn)定性與安全性，同時(shí)有效的降低了因自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行時(shí)無功功率發(fā)生引起的成本浪費(fèi)，提升了系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。這符合我國電力系統(tǒng)未來發(fā)展的趨勢和方向。因此，建議電力企業(yè)加強(qiáng)對(duì)于智能無功補(bǔ)償技術(shù)的推廣應(yīng)用和智能無功補(bǔ)償技術(shù)的研究。

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