配网无功补偿和电压自动调节技术

周静梅

摘 要：在电力系统的运行中，存在相应的无功负荷，做好相应的无功功率补偿可对电网电压进行有效调整，提升电网运行的稳定性。主要对配网无功补偿和电压自动调节技术的应用进行了简要分析。

关键词：配电网；无功补偿；10 kV母线；静止补偿器

中图分类号：TM761.1 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.12.155

工业化进程的加快带动了电力行业的发展，也使社会对电力系统的稳定性和安全性提出了更高的要求。在供电系统中，无功补偿能提高功率因数、降低线损，进而提升电压质量，是配网建筑和改造的重要内容之一，直接影响了供电企业的经济效益。因此，做好无功补偿的规划和实施势在必行。

1 配网中的无功补偿

无功补偿是对无功功率补偿的简称，能够有效提高电网的功率因数，降低供电变压器和输电线路的损耗、提高供电效率、改善供电环境，无功补偿装置在电力系统中是不可或缺的。从目前的情况看，我国配网中存在形式众多的无功补偿，它们有着各自的侧重点和优缺点，在不同时段和区域有着相应的优势。

1.1 变电站集中补偿

变电站集中补偿装置包括并联电容器、同步调相机和静止补偿器等，一般与变电站10 kV母线相连接，以实现对主变压器空载无功消耗和输电线路无功功率损耗的集中补偿。变电站集中补偿的优点在于管理简单、维护方便，是当前电力系统中广泛应用的无功补偿方式，但基本不具备降损效果。

1.2 随线补偿

随线补偿是指在高压配电线路上分散安装相应的并联电容器，对配电线路中的无功功率进行补偿，能起到提高配网功率因数、降损和升压的效果，适用于功率因数低、负荷重和公变多的长配单线路。其优势主要体现在投资小、回收快和补偿率高等方面，但随线补偿的保护装置配置较难，维护和管理中存在很大的问题，且受到安装环境等因素的限制，在配网中的应用较少。

1.3 低压补偿

低压补偿可分为低压集中补偿和低压分散补偿两种。

1.3.1 低压集中补偿

低压集中补偿是指将无功补偿自动投切装置作为控制保护装置，在低压母线上并联电容器组，以实现对变压器和低压配电线路无功损耗的补偿。低压集中补偿在用户专变和农村电网中应用广泛，但在公用变压器中，受管理和维护问题的制约，很容易形成安全隐患，难以有效利用。

1.3.2 低压分散补偿

低压分散补偿是指在无功负荷相比密集的低压线路上安装电容器，以对线路本身和用电设备消耗的无功功率进行补偿。相比于上述补偿方式，低压分散补偿在改善电压质量、提升配网供电能力和节能降耗方面有着非常明显的优势，不过受低压负荷分布分散性和随机性特征的影响，补偿位置和补偿容量的选择比较困难，且电容器在轻载时会闲置，影响了设备的利用率，在我国当前配网中几乎没有使用。

1.4 动态补偿

动态无功补偿是一种提升电压稳定性的有效措施，同时，也是实现配网安全、稳定运行的客观需求，在电力系统中发挥着越来越重要的作用。动态无功补偿的功能主要体现在：可提升系统潮流可控性，提高配电线路的运行效率；可提升电力系统的静态稳定性和暂态稳定性；可改善配网系统的静态和动态品质；可改善配网功率因数、降低网损；可改善直流输电系统的性能等。

2 配网电压自动控制系统

在配网中，有效的电压控制和合理的无功补偿是同时存在的，可在保证配网电压质量的同时，提升电力系统运行的稳定性、安全性和经济性。因此，电力工作人员不仅需要考虑无功补偿，还应考虑电力的自动调节和控制，因此，针对当前配网中的自动电压控制系统进行了简单分析。

2.1 系统概论

在长期的发展过程中，坚强电网的构建、无功电源的应用和无功补偿的增加使无功功率不足不再是配网运行中的主要矛盾，而电网无功潮流的不合理分布和大机组无功功率的不合理分配日渐凸显。针对这种情况，从配网整体着手，对电网无功潮流和发电机机组无功功率进行了相应的协调控制，以实现配网电压的自动调节，这是确保电网安全、稳定运行，保证电压质量、减少网损的有效措施和必要要求。

2.2 基本原理

自动电压控制系统的基本原理是利用SCDMA系统实现对全网各节点的遥测遥信，并对得到的数据进行实时在线分析和计算，在保证配网和相关电力设备安全运行的前提下，考虑各节点的电压质量和省网关口的功率因数，从全网的角度，对电压无功进行优化控制，从而实现无功补偿设备的合理投入、无功分层的就地平衡和稳定电压，并在控制主变分解开关调节次数的基础上，实现相应的配网优化目标。结合专业软件分析和调度自动系统的遥感、遥信、遥测和遥控功能，以计算机技术和网络通信技术为保障，实现对配网内各变电站无功补偿设备和有载调压装置的集中管理和控制，最终实现电压无功优化运行的闭环控制。

2.3 系统功能

自动电压控制系统的功能体现在多方面：能对全网电压进行优化调节和提升电压质量；能实现全网调节无功补偿，实现无功功率的分层和就地平衡；可实现不同运行方式下的无功电压优化控制运行；可在电压合格的范围内，实现高峰负荷电压的偏上限运行，评估负荷电压偏下限运行。

3 结束语

总而言之，在当前电网规模不断扩大，社会对电力需求不断增加的情况下，实现有效的电压控制和合理的无功补偿是非常必要的，直接关系着整个配电网的安全、稳定运行和电压质量稳定，需要电力工作人员予以重视。