配电网无功补偿及谐波治理技术研究及应用

朱瑛

摘 要：配电网运行过程中无功损耗与谐波现象，直接影响到电网运行安全与稳定，基于此开展相关治理技术，提高配电网运行可靠性。本文就配电网无功补偿及谐波治理技术应用研究。

关键词：配电网;无功补偿;谐波;治理技术

在电网需求不断变化的背景下，国家电网必须主动对配电网结构进行改革优化，提高输电效率与用电稳定性。通过对我国目前多数电力企业的配电工作分析可知，无功分布不均衡、无功补偿体系不健全、投运效率低、谐波问题严重等问题，直接或间接对配电网运行造成影响。

一、配电网运行现状

（一）电容补偿

由于我国疆域广阔各个地区的地理环境差异较大，因此配电网运行时存在较大负荷波动，导致了整体电网运行稳定性较差。目前我国很多城镇与乡村安装的配电系统，主要采取户外塔杆的安装工作模式，在配电网运行过程中，主要以电容器补偿模式为主。

在电容补偿工作开展时，主要是因为电容器可以提供稳定固定的无功公路，并且电容器设备的成本较低可以快速安装操作，提高了电网运行的整体安全性，因此我国配网系统中，主要利用电容器开展无功补偿工作[1]。

（二）无功补偿

静止无功发生器（SVG）设备可以对配电网谐波进行一定处理，并发挥出无功补偿的工作效果，部分电力企业在对谐波问题处理时，利用SVG设备替代了电容器，以提高电能运行效率与质量。该谐波治理技术已经在国外得到普遍应用，我国的工业配网工作中合理的应用该设备，但是在基层乡镇配电网无功补偿工作开展时，仍旧采用电容器补偿工作方式。

二、治理技术

（一）SVG设备

SVG设备的运行基于IGBT技术实际工作效能，该设备的合理应用可以有效补偿无功损耗，以降低谐波的产生，提高配电网运行的质量与稳定。在IGBT技术的支持下，可以有效提高无功补偿工作效能，降低电网运行管理的不必要损失。

（二）运行方式

SVG设备在实际运行时，主要通过传感器对补偿设备的电压与电流进行检测，以快速收集相关数据信息并反馈到运算系统，电流运算系统会快速计算出设备需要的无功补偿量、谐波产生量、不均衡分量等。基于系统计算的数据结果可以对SVG设备发出相关指令，以驱动特定电路作用于IGBT等相关电子元件，以对补偿对象输入可控的电流与电压，以实现对配电网设备功率的补偿和电网谐波的抑制。

设备通过整流逆变的特殊工作方式，对外输出与配电网系统同频率但幅值不同的工作电压，并通过电抗器设备安全接入配电网系统，以此合理抑制电网谐波现象的发生，合理补偿配电网功率损失，提高配电网电能使用效率与安全。

（三）检测原理

当SVG设备用于对配电网无功补偿与谐波治理时，可以发现设备将配电网产生的谐波信号与无功功率信号进行了汇总，以提高配电网治理的整体效果。通过采取该种补偿治理工作模式，无功补偿工作效能得到了明显提升。

通过对SVG设备的治理效果与检测原理进行研究分析可知，该设备的检测补偿工作，主要建立在瞬时功率理论的基础上，以完成对配电网谐波与无功补偿工作。基于瞬时功率理论研究可知，无延迟分离信号可以得到有效处理，通过对谐波、无功功率、负序等电网信号进行瞬态管理，可以充分发挥出SVG设备的应用价值，以抵消电网谐波、控制无功损耗、调整电能平衡，提高配电网运行的整体可行性[2]。

（四）混合装置

混合装置将SVG设备与电容器进行了技术结合，充分发挥出两者各自的优势，构建混合型动态补偿工作模式，以消除电容器分级分组补偿的工作缺点，提高了电网无功补偿的整体工作效率与安全。

在该混合补偿模式中，SVG设备可以充分发挥出自身响应时间短的技术优势，快速的跟踪电网设备的无功损耗，以实现精准补偿无功功率，降低电网的无功波动，合理抑制了电网谐波的产生。在实际应用过程中，技术人员必须基于实际电网情况，选择最佳的治理技术方案，以保证无功补偿与谐波治理工作的整体效果。

三、应用分析

（一）应用对象

国家电网某供电企业对辖区内用户进行电力供应时，电力企业所管辖区内的用户主要是居民生产用电，该供电局的配电容量为100KVA。由于辖区所处山岭地带，因此配电运行半径较长，主要采用单相负荷用电方式。该供电局配电网的平均功率因数为0.85，存在严重的三相不均衡问题。

（二）应用效果

为了提高设备补偿质量并抑制电网谐波的产生，该供电企业在辖区内配置了75Kvar柱上SVG补偿设备，以调整电网负荷的三相不平衡，提高配电网运行的质量与安全。

在SVG设备应用之后，可以明显发现该供电局的三相电流逐渐趋于稳定与均衡，且三相负荷电流基本处于5A以内，很好的解决了该供电企业的有用功不均衡问题。同时在SVG设备无功补偿与谐波治理工作开展下，该供电局的功率补偿因数出现了一定变化，由以往的0.85上升为0.99，且整体无功功率控制在3Kvar以内，有效抑制了配电网无功波动，随着配电网无功波动的减少，电网产生的谐波量明显降低。

四、结语

在智能电网建设过程中，基于用户的用电需求变化，需要不断提高配电网的电能供应质量与安全。為此对配电网的无功补偿工作与谐波治理现状进行分析可知，配电网的整体运行仍旧存在一定问题，为了提高电网运行的安全性、可靠性与稳定性，需要利用SVG设备替代以往的电容器补偿模式，利用SVG设备提升电网的无功补偿工作质量与效能，降低抑制电网谐波的产生，为用户提高可靠稳定的电力资源。

参考文献：

[1]陈建军，檀政，张晓毅.配电网无功补偿治理技术研究及工程应用分析[J].电子测试，2017，16：42-44+55.

[2]王熹瞳.浅析低压配电线路无功补偿装置谐波治理技术[J].电子制作，2019，04：88-89.