智能无功补偿技术在电力自动化中应用分析张克甲

智能无功补偿技术在电力自动化中应用分析张克甲

张克甲

（国网吴忠供电公司宁夏回族自治区吴忠市751100）

摘要：随着我国经济的不断发展，电力系统建设日益完善，而在电力系统建设过程中，无动补偿技术得到了重要应用。本文通过简单介绍智能无功补偿技术，总结了智能无功补偿在电力自动化中应用原理及实现方法，阐述了智能无功补偿技术在电力自动化中的应用。

关键词：智能无功补偿技术；电力自动化；应用

随着城市化进程的不断加快，我国人均用电量也在逐年增加，据相关数据统计显示，仅2015年一年，我国人均用电量就已达到4135千瓦时。这种用电量的增加对电能质量及电力系统稳定提出了更高要求。智能无功补偿技术的应用为电能质量提供有利保障，同时也为电力系统的管理提供新的方法。

1.常规无功补偿技术简介

无功补偿技术主要为电力系统提供优化电网运行的具体手段，在一定程度上减少电力设备和输电线路的不良消耗，让供电环境更加稳定，提高电力企业的整体服务质量。常规无功补偿技术主要依靠电力系统中的无功补偿设备来完成相应工作，该设备可以通过与电力系统中的相关设备共同作用，比如说在最大功率值的计算过程中：

该式中，Qd代表最大无功，I是系统中最大电流，U是母线的线电压。为电压与电流的相位角。通过接入系统的无功补偿设备，产生感性或容性电流，以此补偿，实现无功功率的相互抵消，最终提升整个系统中的功率因数。例如，当无功补偿设备接入之后，对线路中的损失电流进行补偿，在电压不变情况下，保证Qd整体不变。

2.智能无功补偿在电力自动化中应用原理及实现方法

2.1应用原理

智能无功补偿技术的实现，主要是依靠在电能质量管理系统中加入自动化技术，通过对电流，电压，相位及系统频率等参数遥测值及电力系统无功功率的跟踪，并根据给定计算，分析工具对各参数进行计算，最终通过可控制的电气量对系统无功进行控制，确保电力系统中的无功功率平衡。

2.2实现方法

在电力系统运行过程中，不可避免的会受电气设备中的电感或电容等因素影响，产生交变磁场，从而产生无功功率。在电路中，无功会产生无功电流，让电路中整体电流数值增加，这不仅会降低系统输送电能能力，同时也会降低用电设备的使用效果，如变压器。但如果电路中将电气设备去除，电力系统将无法正常运转。这时，智能无功补偿技术体现出了良好的应用价值。

3.智能无功补偿技术应用中面临的问题

目前，我国的电力系统中普遍应用到了智能无功补偿技术，在保证电力系统运行的稳定性和可靠性上发挥着重要作用。但是对于当前我国智能无功补偿技术的应用来说，已然存在很多不足之处，现阶段常见的智能无功补偿技术有以下几种：

3.1固定滤波器应用的问题

在工作过程中，固定滤波器需要电路中的电容器和电抗器同时作用，才能发挥出无功补偿作用，使用时将固定滤波器连接到电压母线一侧，可实现母线电压调节，最终实现无功功率补偿。固定滤波器虽然具有较强的滤波作用，但在使用过程中要保证晶闸管以及其他开关必须保持完好，否则滤波作用会受到严重影响。

3.2可控饱和电抗器应用的问题

对于可控饱和电抗器来说，主要是对电力系统中的电抗器的饱和度进行有效调节，最终起到改变电路中的补偿电流。电路中电流的改变，从而实现无功补偿，让电力系统的运行保持一个动态平衡。但在该技术的应用过程中存在的缺点就是，会在电路运行过程中产生一定噪音，同时伴有谐波产生，这在一定程度上又增加了电力系统中设备的工作压力，降低电气设备的使用年限。

3.3真空断路器投切电容器应用的问题

虽然真空断路器投切电容器在原理上利用智能无功补偿技术，在实际引用过程中操作非常简单，建设成本较低。但在真空断路器投切电容器使用过程中，瞬时操作电压较高，可能会造成电气设备损坏，对电力系统的平稳运行产生一定影响。

3.4静止无功补偿装置（SVG）应用的问题

静止无功补偿装置也是智能无功补偿技术中的一种，这种补偿装置的应用比其他装置相比较为广泛。但在该装置使用过程中，由于静止功率模块较多，在使用过程中几乎不可能实现对所有参数进行控制，而且受各功率单元运行状况影响，频繁动态调节，功率单元容易因后期运维不到位，由于散热不及时，进而引起保护动作，开关跳闸，补偿器退出运行。

4.智能无功补偿技术在电力自动化中的应用对策

4.1智能无功补偿方式的选择

在电气自动化中，智能无功补偿技术的选择应该遵循以下几个原则：

4.1.1动态补偿和固定补偿相结合

随着电力行业的不断进步，电力系统中的运行负荷原来越高，这对无功补偿技术来说，必须在原有基础上保证补偿效果有所提升。对于传统固定补偿技术来说，已经不满足电力系统运输要求，因此，智能无功补偿在应用过程中，要实现传统固定补偿模式和新型动态补偿智能结合，才能让智能无功补偿技术得到更好应用。

4.1.2采取综合补偿方式

在人们对电能的需求不断增加的情况下，很多企业在发展过程中尝试使用单相补偿技术，但消耗的成本过高，影响到了企业经济效益。所以说，在供补工作中，要采用综合补偿的方式，这样，不但可以保证无功补偿的作用效果，还可以实现企业经济效益的有效提升。此综合补偿方式主要包括变电站补偿、线路补偿和随机补偿。变电站补偿主要以主变空载无功耗损为主，对未被补偿的无功功率进行适当考虑。线路补偿主要以配电线路为主，对电容器组进行分散安装，实现配电网络中无功负荷的补偿。随机补偿主要是对电动机自身消耗的无功功率进行补偿，尤其是在电动负荷所占比重较大时，随机补偿的作用就更加突出。

4.1.3快速跟踪补偿技术的使用

对于快速跟踪补偿技术来说，属于一种新型智能无功补偿技术，通常在工作过程中，会与稳态补偿技术相结合。在该技术使用过程中，要坚持“取平补齐”原则。首先，要科学设置电压限制条件，在禁切值设置时，要根据实际的无功功率数值来确定，从而保证无功补偿的效率和时间。其次，要合理应用投切延时功能，通过对延时时间的准确调整，最终达到快速跟踪补偿的目的。

4.2投切开关的选择

在智能无功补偿技术的应用过程中，投切开关的原则也极为重要。目前来说，投切开关主要由以下三种：

4.2.1固态继电器

固定继电器是传统的低压补偿并联电容器的投切开关，优点是成本低、控制简单、使用方便，缺点是投切时会产生较大的涌流和过电压，其大小与感性负载的大小、阻抗、电容器的容量，继电器的性能有关。切除时易产生电弧，触点容易烧毁、寿命短，不适用于频繁投切的场合，图1是固态继电器的外观图。

图1固态继电器外观图

4.2.2一体化智能开关

一体化智能开关在使用过程中与固态继电器相互并联，它同时具备了交流接触器和电力电子投切开关的优点，不但抑制了涌流，避免了拉弧，而且功耗低，不再需要配备冷却系统。尤其是复合固态继电器将复合投切开关集成一体，体积小、重量轻、性能优良，是低压无功自动补偿装置中并联补偿电容器的理想投切开关。这样，保证投切过程的准确和迅速，明显降低了供电线路的损耗，起到了优化电路的作用。

4.2.3智能一体化真空开关

智能一体化真空开关主要是利用真空技术和永磁技术相结合的方式，让电容在投切过程中实现了过零投切，而且这种开关在建造过程中成本较低，还具有很强的可靠性及安全性，与上述两种开关设备相比，使用年限也比较长。

总结：综上所述，电力系统无功补偿技术在自动化中的应用实践，极大地提高了电力系统运行水平，也促使电力装备的不断改进，为今后电力自动化技术指明了发展方向。

参考文献：

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[3]孙静,孙红亮.浅谈电气自动化中无功补偿技术的应用[J].现代企业教育,2016,(8).

[4]王李杨.浅析无功补偿技术在电气自动化中的应用[J].价值工程,2015,(2).