电力自动化中智能无功补偿技术的应用

孙卉

摘要：随着我国社会经济的快速发展，电力事业得到了长足的发展，同时社会对电力的需求量也不断的增加，导致电网无功需求增多。因此，无功补偿装置的电网中的配置显得十分必要，随着科技水平的提升，无功补偿技术也逐渐向着智能化的方向发展。该文就对智能无功补偿技术进行详细的分析，并探讨其在电力自动化系统中的应用，供有关人员参考。

关键词：电力自动化；智能无功补偿技术；应用

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）36-8816-02

随着我国电力事业的发展，特别是城乡电网改造的不断深入，使得智能无功补偿技术得到了广泛的应用。智能无功补偿技术在配电网中的应用，使其具备了电压合格率考核、综合配电监测、无功补偿、配电台区线损计量等功能，并充分考虑了该技术与配电自动化系统的有机结合。现阶段，我国电力事业正处于快速发展的新时期，加强对智能无功补偿技术的研究具有十分现实的意义。

1 智能无功补偿技术特点

智能无功补偿技术的特点主要体现在以下几个方面：1） 在电网运行过程中，有很大一部分设备运行原理为电磁感应。如发电机组主要以线圈为主，在发电转子在做切割磁感线运动过程中就会产生交流电；变压器运行中电压的变化也受电磁互感的影响，从而保证将电压传输到更远的方向，实现输电过程中节能降损的效果。2） 电力设备设计过程中，通常会设置具有一定阻抗与容抗的电感器与电容器，以便消除电力系统运行中形成的谐波。这就要求在设备设计中具备较高的技术水平，提升设备运行功率，而无功补偿技术能够为未来技术革新提供先导。电气自动化技术为电力发展创造了可靠的基础，同时经济发展也受到了来自于电力发展的影响，而具体的影响因素包括电能消耗、损失、电能输送等，电力设备正常运行也受到短时间电力匮乏的影响。无功补偿技术能够在短时间内满足电力稀缺问题，为电网运行提供有效的技术支持。3） 智能无功补偿实质上也就是无功电压管控技术，就是在发电机组将无功功率注入电网中，保证电网系统有序、合理、统一的运行，并将连接点中电起伏控制在规定的波动内，便于电力系统应用于管理。智能无功补偿技术能够在系统发生紧急故障时，及时的进行无功补偿，缓解故障区域内电力系统供电压力。

2 智能无功补偿技术分析

2.1 智能无功补偿技术的补偿方式

无功补偿方式主要包括以下几个方面：1） 随着科技的进步，电网运行过程中电力负荷类型复杂性越来越大，对无功需求也逐渐增加，传统的固定补偿已然不能满足电网运行的具体需求。所以应该在单纯的固定补偿方式基础上，将动态补偿方式有机的结合起来，以适应电网运行负载变化。2） 现阶段，越来越多的新型电力设备应用到日常生活、工作中，而一些照明、电子设备，采用两相供电，导致电网三相不平衡现象越来越严重，传统的三相共补方式不能满足处理电网三相不平衡的需求，而单相补偿的成本太大，经济效益较低。因此，现阶段，在充分考虑经济性、实用性的基础上，三相共补和分相补偿有机结合的补偿方式成为新时期重要的补偿方式之一。3） 在大型冶金工业中，由于其用电量大，电力负荷变化波动较大，必须及时有效的进行无功补偿，而传统的稳态补偿方式不能满足补偿的需求。采用稳态补偿方式与快速跟踪补偿方式相结合的方式，不仅能够提高无功补偿的功率因素，实现节能降损的效果，并且也能够对设备工作容量充分的挖掘，提高设备应用效率，提高产量，具有较强的经济效益。

2.2 智能无功补偿技术采用的投切开关

现阶段，智能无功补偿过程中，采用的投切开关主要包括以下几种：1） 过零触发固态继电器。该类投切开关具有极快的动态响应，在实施投切的过程中，不会对电网造成很大的冲击，因此装置的使用寿命较长，是目前应用较广的投切开关。但是这种设备具有一定的谐波污染，还存在些许功耗。2） 机电一体化智能复合开关。这类开关主要是固态继电器与交流接触器并联，开关结合了两类开关的优势，不仅提升了投切的速度，还能减少开关运行功耗。但是其可靠性较低，并且成本较高，所以没有得到广泛的普及。3） 机电一体化智能真空开关。这类开关主要采用永磁操作以及低压真空灭弧室，实现过零投切，在电容器串联电抗器回路投切中同样适用，具有可靠性高、寿命长的优点，现阶段是出于商品化发展阶段。

2.3 智能无功控制对策

根据三相电压、电流信号，跟踪系统中无功变化，无功功率作为控制物理量，用户所设功率因数作为投切参考限量，根据模糊控制理论智能选择电容器组合，智能投切针对星-角结合情况。电容投切控制使用智能控制理论，自动及时地投切电容补偿，补偿无功功率容量。依据配电系统三相中每一相无功功率的大小智能选取电容器组合，根据“取平补齐”方式投入电网，实现 电容器投切的智能控制，提高补偿精度。主要的控制对策为：在智能系统中设置欠电压保护值，具备缺相保护功能，设定有功功率投切限值，保证投切延时的可调性，保证同组电容投切动作间隔的可调性，确保快速跟踪补偿能设置为0。

2.4 综合配电监测功能

智能无功补偿在电网中的运用，还能够实现对配电网的实施监测，是低电压配电网中线损考核的重要手段，能够为电网运行管理人员随时提供有用的数据，为电网运行提供有力的依据。其主要的功能体现在以下几个方面：1） 对配变三相数据进行实时的监测，主要数据包括电压值、电流值、功率数据、功能因素、运行频率等；2） 能够记录累计数据、整点数据、统计数据等，并对累计有功与无功电量进行计量；3） 综合配电监控系统具备统计分析功能，同时能够结合具体的输入条件，形成曲线图、报表等文件。4） 系统还具备了后台处理软件，基本实现了数据共享以及多机操作。

3 电力自动化中智能无功补偿技术的应用

电力自动化系统中，应用智能无功补偿技术后，电力自动化系统安全维护与运行平稳性成为电能质量评价的重要指标，同样也是配电网系统质量评估的有机指标。而电力运行的稳定性直接受到电压的影响与制约，也就是说电压的稳定性在很大程度上决定了电能运行的稳定与安全。在铁路、公路系统中，电能的传送往往是采用滑动接触方式，在设备接触部位常常发生火花现象，对电力系统运行的安全带来很大的威胁。采用智能无功补偿技术，能够在安全隐患发生的起步阶段，有效的控制火花，保证电力系统运行的稳定与安全。

无功补偿技术在电力自动化系统中的应用，采用模块化的结构设计，将投切开关、电容器、保护集成到统一的单元内，形成一个标准化的电容单元，不仅能够满足不同类型用户的需求，还能够为系统中装置现场调整与维修提供便利。

牵引机动车电力接触网无功功率、配电网无功功率、变电站瞬间控制调整机能是决定电力运行动车功率因数大小的关键，同时，接触网面积大小、变压器抗击打能力也存在差异，在一定程度上也增加了电力自动化系统运行与维护的难度。

4 总结

综上所述，智能无功补偿技术是新时期电力系统发展的必然趋势，也是现阶段我国最先进的无功补偿技术，在电力自动化系统中的应用，能够提升电力系统运行的稳定性，提高电力企业的经济效益。随着我国科学技术的发展，肯定会有越来越多的新设备、新技术应用到无功补偿技术中，使智能无功补偿技术向着更加智能、经济的方向发展。

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