电力配电系统电能质量自动补偿技术研究

电力配电系统电能质量自动补偿技术研究

张鑫宇

国网山西省电力公司长治市潞城区供电公司，山西省长治市 047100

摘要：在过去很长的一段时间里，我国相关单位及部门通过分布式电源供电的方式，使配电系统中的电压闪变量保持稳定，并通过外加谐波畸变电流的方式，确定电力配电系统中不平衡电压的存在区间。这种方式能够在一定程度上增加电能质量治理的可引导性，但随着电能输出总量的不断增加，不能对电源并网行为进行可行性分析的弊端，易导致配电指标出现严重失衡问题。为避免上述情况的发生，在保留传统补偿方法应用优势的基础上，通过细化配电原则、规范补偿误差等手段，搭建一种新型的电力配电系统DEA电能质量自动补偿方法，并通过设计对比实验的方式，突出说明该方法的实用性价值。

关键词：电力配电系统；电能质量；自动补偿技术

1电力配电系统的自动化装配

1.1配电自动化构成分析

配电系统自动化处理能够协调各电能补偿单元的操作任务及补给功能。电力配电系统中各级单元模块呈现明显的分层状态，其中供电通信层包含一个远程终端和多个中转所，且每个中转所直接控制一个电力调配设备，能够自主感知整个电力配电系统的运行状态。主站配电层中包含大量的输电补偿控制线路，且这些线路大多以光纤电缆作为核心传输介质，能够在借助电能自动化运行技术的基础上，解决区域性配电补偿不均衡问题。质量感知层以大型配电机械作为核心搭建设备，作为配电系统的核心控制层结构，能够通过自动补偿手段与其它层结构保持连通状态。

1.2自动化配电原则

自动化配电原则是电能质量补偿技术中的核心约束标准。随着电力配电系统供电总量的不断增加，供电通信层中的中转所模块会长时间保持满负荷工作状态，进而使远程终端中的电能质量总是维持自动补偿技术的应用标准。但在实际应用过程中，电力配电系统为具备更高性价比的输电操作，会在适当降低供电质量的基础上，对单个大型配电机采取定点平衡的处理方法，而该项操作处理所遵循的标准即为自动化配电原则。当电力配电系统中的电能质量降低时，中转所向主供电设备提供的输出电能也会随之降低，此时在自动补偿技术的调解下，大型配电机械中的运载电能质量不会产生明显变化。但随着系统运行时间的不断增加，自动补偿技术达到调节极限，电能质量感知层会面临无能耗供电的风险。为避免上述情况的发生，在自动化配电原则影响下，下级中转所会控制对各级输电装置传输的电能质量，并通过主站配电层将这些电能质量信息传输至大型配电机，弥补暂时的自动补偿空缺。

1.3电力输入输出控制

电力配电系统的电力输入输出控制可以在对电能质量成分进行分析解释的同时，完成对分布式供电电源电力平均水平的监测处理。电力配电系统的输入控制采取电能质量评估的手段，确定系统内大型配电机的供电容量和电压接入等级，再利用分布式电源的逐级接入法则，限制自动补偿技术应用过程中，电力配电系统电能存储装置的质量等级。电力配电系统的输出控制以联系各级输电装置作为自动补偿技术的应用基础，再经由中转所对系统中的电能质量系数进行汇总分析。这些分析结果以质量控制报文的形式，存储于系统中转所内部。当待输出的电能因子通过中转所时，已确定电能质量等级的配电能量会在自动补偿技术的促进下，直接进入大型配电机，完成一次电能质量的采集处理。

2搭建电能质量自动补偿方法

2.1配电系统成分

在整个配电系统中，差动式电能质量测微仪是非常重要的组成部分，能够实现自动补偿校准，精度处在0.1～0.7μm。为了更好的保障电能质量自动补偿技术的有效性，在选择测微仪时，应使用16位的A/D转换电路，并通过缩短两个配电节点间规定步距差的方式，有效缓解引起的电能质量突变的问题。如果配电系统中的电能质量出现变化，那么首先感知这一变化情况的是系统配电参数，这样就可以利用自动评价的方法，实现科学的补偿条件，结合电能质量的实际变化情况，对补偿数据进行合理的调整，最终实现协调配电。

2.2确定补偿误差

DEA补偿误差是调节电力配电系统电能质量参数存在状态的关键指标。当差动式电能质量测微仪在自动补偿标准的促进下，生成全新螺距误差补偿表后，会生成一条与DEA补偿误差信息相关的G代码。配电系统输电总量会呈现持续增长的情况，这些G代码就会在有效的运行时间内对电能质量因子的运动路线进行规划，并通过运行补偿方式对电能质量参数的实际情况进行准确判断。如果在输电过程中，很多电能质量因子已经超过配电周期，那么这次的电能质量补偿误差结果的实用性就比较小。如果是单个电能质量因子超过配电周期，则表示能够有效约束本次的输电操作。

2.3完善自动补偿流程

如果核心输电单元形成大量配电信号，那么中转所与各级输电装置的传输模式为直接相连，无法将配电信息及时传输到各级电能质量因子，就会引发自动补偿调节不及时的问题发生。为了改善存在的问题，就不能够在无能耗供电的状态中实施补偿误差，要判定调节系统配电周期，重新规划电能质量因子的运行路线。代码保持不变的基础上，电力配电系统电能质量管控中心的测试程序，就能够缩小或者扩大调节电能质量反向间隙。

2.4计算补偿电容器容量

补偿电容器容量的计算公式是：

（1）

其中，QC表示需要补偿的容量；PP表示年内最大负载月份平均负载；cosφ1代表补偿前的功率因数；cosφ2表示补偿后的功率因数。例如，某一企业电力系统实际在运行时，为了提高生产能力，就会增加各种生产设备，从而导致用电负荷有所增长，使线路损耗和无功功率随之增加。而无功功率的增加，原有的电容补偿已经无法满足目前的使用。基于这一情况，就需要在变电室进行集中补偿，也就是按照cosφ前后值考虑，在车间安装电容自动补偿装置，使线路损耗大大降低，并且还提高了功率因数。

3智能补偿技术

3.1选择补偿方式

首先是动态补偿和固定补偿结合起来的应用，因为单纯的固定补偿已经无法满足实际需要，动态补偿技术能够更好的满足负载的变化。其次就是分补和共补结合的方式。在低压系统中，单相设备和三相设备比较多，只是单纯的三相共补模式无法满足使用需要，所以应当采用综合补偿技术。

3.2无功控制措施

基于智能控制理论，通过补偿无功功率的方式，利用自动投切电容实现智能投切。按照配电系统三相中每一相无功功率的实际大小，选择最为合适的电容器组成，使补偿精度大大提高。首先，在智能系统中要设置禁切及禁设值，设定欠电压及过电压保护值。然后，通过无功功率设定投切限值；对投切延时进行设置，适当调节延时时间，设置同组电容投切动作时间间隔。

3.3综合配电监测功能

智能补偿装置除了具备补偿功能之外，还需要有配电监测的能力。在集配电变压器电气参数中，主要涵盖了通信、记忆以及数据测量，而测量机构主要是为电网的安全有序运行提供重要的数据支持。

4结论

现阶段，在电力配电系统中，自动补偿技术占据非常重要的地位。相比于传统的电能质量自动补偿技术，新的电能质量自动补偿技术，更加便捷，而且能够开展逐级细化。从实用性方面来看，新自动补偿技术能够高效地提取参数，不需要非常复杂的运算，就可以使电能质量因子的价值充分体现出来，使人们的用电质量和安全得到保障，非常值得在电力行业中推广应用，也为我国市场经济的可持续健康发展提供重要支持。

参考文献：

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