电力自动化中智能无功补偿技术的应用

◎ 张建伟 蒋凯巍

随着电力系统规模的不断扩大，对于电力质量有了更高的标准。电力系统需要发挥技术进步的作用，提升稳定性与安全性。智能无功补偿技术的应用可以提升输电电压的稳定性。针对技术的应用，要依据相应的原则，明确要点，发挥新技术的优势。

一、电力自动化智能无功补偿技术的引入

1.无功补偿的含义。

电力自动化从应用意义上来讲，智能无功补偿技术的应用是指电气无件由于磁场的作用，会产生“无用功”。线路运行中存在无功功率，会增加电力系统的负荷，使得电压难以得到有效的控制。为了消除这方面不利影响，电力系统引入补偿元件，借助反向汇结抵消无功电流的影响，还可以对电气设备起到保护作用。智能无功补偿技术的应用不仅可以实现电力的合理规划利用，相关元件可以实现保护，还可以实现电压的动态调节。

2.智能无功补偿技术的优势。

智能无功补偿技术可以理解为无功电压管控技术，具有电磁感应的特征。在技术的应用中，智能无功补偿技术借助电磁的互感效应，解决电压失衡问题。借助设定电流的输送节点，保证长距离运行稳定。变压器设备运行时，结合依据电压的变化有电磁互感产生，电压可以更远的传输，实现节能降耗的作用，提高了电能的利用率。电力系统存在容抗和阻抗的电容器和电感器，可以消除电力系统的谐波。智能无功补偿技术将计算机技术应用于电网的自动化控制，对无功变化与三相电流加以追踪并加调整。技术的应用将发电机组中的无功功率添加到电网之中，电网可以协调、合理、有序地运作。电力系统发生紧急情况，可以及时实施无功补偿，缓解区域供电的压力。还可以及时感应信号混乱问题，将情况报送到服务终端，有利于系统的安全运行。

二、智能无功补偿技术应用的主要设备

1.可控饱和电抗器。

此设备自身可以借助电抗器调节饱和度，电力的传输得以控制。可控饱和电抗器还可以控制电能消耗。可控饱和电抗器在使用中，要考虑到电流强度。由于电能频率与电磁效应，存在噪音污染问题。在实际应用中，对于噪音要有控制措施。

2.真空断路投切电容器。

此设备可以有效对电能传输加以控制，还可以控制电能传输中的损耗。真空断路投切电容器的特点是以造价低廉，易于维护，操作简单等，因此被广泛应用。真空断路投切电容器的应用存在电能损耗过多问题，在关闭电闸会有较大的电压，导致电路损坏，严重时会损坏电力设备。

3.滤波器。

智能无功补偿技术常用两种滤波器，分别为固定滤波器和有源滤波器。智能无功补偿技术中，滤波器可以起到调节的作用，可以快速实施补偿，便于处理电路中的无功电流，避免谐波的发生。滤波器的缺陷是造价较高，不适用于大规模应用。在实际应用中，可以将电抗、电容与滤波器配合使用，将滤波器连在低压线进行调压，以确保电力系统的稳定运行。但事先要在线路中安装晶闸管，安装好线路通断闸，以提升滤波器的使用效果。

三、智能无功补偿技术的应用对策

1.要依据的原则。

应用智能无功补偿技术要依据相应的原则。电网的电流或电压要加以调整，调整要结合电路的运行与连通情况。无功补偿可以采用动态补偿或固定补偿，智能无功补偿的选择要将二者加以结合。传统模式下的固态补偿难以满足当前电力系统的发展，要结合连通情况与电压、电流加以调整。电力传输中环境也会产生影响。大量电气设备的投入，电力系统的三相不平衡会加重，传统模式下多采用三相共补，发展到现在此技术已滞后。单相补偿的成本较高。无功补偿方式的选择要加以综合考虑。采用智能综合补偿要避免电力损耗，控制运行成本，保证补偿效果。快速跟踪补偿作为一项新技术，当前已成熟应用于电路系统中，与稳定态补偿技术组合应用成为无功补偿的发展方向。

2.选择智能无功补偿投切开关。

针对固态继电器要结合具体情况加以分析，避免造成的损失。固态继电器的特点是可以长期使用，短期内不用更换，使用此设备时电力系统不会有损失。固态继电器的缺陷是噪音大，还有谐波。

使用一体化智能开关要结合固态继电器。此设备的特点是可以快速投切，具有固态继电器和接触器的功能。使用方便，智能化效果高，可降低电力损耗。但缺陷是使用成本很高，很难大范围推广。

真空开关多采用低压真空技术，技术应用中还结合了永磁技术。智能一体化真空开关可以在电容过零条件下完成投切，可以实现准确控制，可靠性高，使用成本也不高，使用寿命较强，可以推广使用。

3.无功控制措施。

智能无功补偿的特征可以对无功加以控制，通过计算机采集电流和电压数据，可以连续跟踪系统中的无功。完成无功功率采集分析后可以转化为物理量。投切可以结合用户的设定的功率，选用合适的电容器。主要措施包括设置电压限制条件、禁切和禁投值，可结合无功功率设置投切限制；设置延时功能，发挥无功补偿对时间的控制作用，以确保电路的稳定运行，跟踪补偿效果，将跟踪补偿数值设置为零。

四、无功补偿技术的优化措施

1.保证智能无功补偿的合理应用。

在电力系统的发展中，要保证智能无功补偿技术的应用效果，技术人员要重点关注如何选择智能无功补偿技术，借助合理的模式提升智能无功补偿技术的应用的整体应用效率。比如某地区的电力系统在实际的生产中，综合应用动态补偿与固定补偿等，相互结合的效果较好。由于供电的发展，电力系统的供配电模式有了很大的变化，系统载荷复杂化。电力系统更加需要智能无功补偿技术。传统模式下的单一补偿模式有着明显的弊端。该地区电力系统在传统固定补偿的基础上，增加了动态补偿模式，提升了无功补偿的效果。此外，该电力公司还借助综合补偿方法，通过公分结合，发挥智能无功补偿技术的综合优势。

无功补偿的发展趋势稳态补偿与快速跟踪补偿相结合。从经济效益上，无功补偿的技术成本与实际收益不平衡，影响了技术的推广。稳态补偿与快速跟踪补偿相结合可提高功率因数、控制能源浪费，提高整体效果。从长远发展来看，在保证电力系统有效运作的前提下，针对用电量大、负荷变化快及的电力用户实施无功补偿，可以发挥智能动态补偿技术和固定补偿技术共同作用的优势来弥补单一技术的缺陷。为了降低成本，可借助公分结合或快速跟踪补偿结合稳态补偿，以实现综合效果。

2.合理选择投切开关。

在电力自动化中，引入智能无功补偿技术，要保证投切开关的合理选择。不同投切开关具有不同的应用特点与优势。技术的应用要考虑到如何保证电力系统的稳定性与效益性，如表1所示。

表1 投切开关特征对比

3.优化设计控制器设备。

在技术的实际应用中，电力自动化系统要有效提升电力系统的整体效率，减少能源损耗，需要对智能无功补偿设备加以优化设计。选择智能无功补偿控制器设备时，要综合对比多种方案。结合市场提供的智能无功补偿控制器特征，结合电力自动化系统的实际，综合对比功率因数控制器与无功功率控制器。设备安装中，要对线路半径大于10km的重负配电线路重点分析。对于供电电压稳定性较差的线路，借助无功补偿装置对负载率不小于70%的变压器设备实施无功补偿。在线路补偿时，还结合线路的电网变压器空载损耗、无功负荷的数据。在单组配置条件下，补偿容量选择标准为无功缺额60—70%；在两组配置条件下，要结合无功缺额的80—85%加以选择；三组配置要依据无功缺额85—90%加以选择。

4.增强补偿控制能力。

电力系统应用无功补偿技术，可以提升对系统的控制能力，可以提升电力自动化的整体效果。如某地区的电力企业将计算机网络纳入到电力自动化系统，提升了智能无功补偿的控制效果。利用智能无功补偿技术可以将系统中的电流、电压、无功变化作为了控制的基础数据，电力自动化的控制效果得以提升。该地区电力公司还凭借对智能无功补偿技术的掌握情况，结合配电系统中的无功功率，提升了补偿精度。在技术的应用中，采取了控制投切时间、控制电压限制的方式，对电力系统加以优化设计，对系统的安全网络加以设计。对系统的层面设计时，借助防火墙以及物理隔离对智能无功补偿进行安全性防护。安装web发布服务器，用于管理智能无功补偿与电力自动化系统，设备数据实现了动态化交流，满足数据共享的目的。子站通过GPRS数据加密保护，确保数据传输和使用的安全性、可用性。

五、结束语

在电力系统中，智能无功补偿技术具有多方面的优势，提升运行效率的同时，保证电力自动化的稳定性。在技术的应用中，要合理选择智能无功补偿方式，以增强智能无功补偿技术应用效果。