无功补偿与电压优化成套装置在智能电网中的应用

程梅芳

摘要：为实现智能电网信息化、数字化和自动化的发展目标，通过先进的信息技术在电力系统的监控上达到精密化，本文从中国电子电力技术的研究方向，系统地对无功补偿的发展趋势以及无功补偿与电压优化成套装置的结构特点、参数设置、运行过程中存在的利与弊几个方面进行分析。

关键词：无功补偿  电压优化  智能电网  应用

国民经济的不断发展推进着社会科技领域以及信息网络领域的大力建设开展，为适应未来国家电网的可持续发展的要求，电力系统大力推广以现代信息、通信技术、控制技术的智能电网，各级电网部门在实行对所有变电站信息的集中监控，发现异常及时汇报相关单位并协助处理，在对电网无功电压的调整时，依照相关部门下达的监视参数对设备运行进行限额监视，确保电网的安全可靠运行。

1 智能电网中无功补偿的发展趋势

二十世纪五六十年代，电力电容器和刀烙开关构成了第一代的电容无功补偿装置，全部依赖手动来投切电容器，此装置适用的场合是较为固定的无功功率处。因为无功电网经常出现变化无端的负载情况，导致补偿装置大多位于一个欠补偿或者过补偿的工作状况中。

电子技术的飞速发展给变电站无功补偿和电压优化装置实现了一次质的飞跃，当第一代电容无功补偿装置出现后，该装置运用于比较固定的场合，在提高效率、环保等方面容易出现问题而被替换。人们最初使用的是无源形式的无功补偿装置，它能将一定容量的电容器和电抗器相互连接，串联到一起。如，为降低电压，可将电容器的高峰负荷并联在一起，而在轻载时，则将它的动态性能展现出来，避免造成电容器和电抗器因故障造成的影响。当周围环境发生干扰时，它不会改变网络参数环境，而传统的机械开关设置是无法做到这一点的。随着新能源被引入智能电网系统，使得电力供应呈现多元化，智能电网的研究和计算机信息网络技术连接紧密，为实现现代信息的网络结构系统的可控性和可观性，有效的解决传统电力系统效率低下、互动性差、不够稳定等问题迫在眉睫。

2 无功补偿与电压优化装置存在的利与弊

2.1 无功补偿和电压优化装置的优点

运用调抗新技术、无载同步调容和电容器过零投切到电压优化成套装置和无功补偿中，有效的解决了装置电容器系统不稳定、优化环境差、运行不经济等问题，提高了变压器的负荷能力，节能降损，让变压器在最佳状态下运行，使其智能化水平得到一定提高，实现了降低损耗和节约能源的目的。

2.2 无功补偿和电压优化装置的缺点和不足之处

2.2.1 控制调整问题

在人机界面，用户开放的参数设置不全面，导致装置不能正常运行，装置容易出现闭锁情况，当出现闭锁时无法在人机界面完成体现，装置的运行速度也会变慢，装置动作记录不全面，储存数据较少，无法全面分析运行状态。

2.2.2 电容运行不稳定的问题

电容器在运行中容易出现喷油、爆炸、跳闸、受温度影响等情况，而对于电容器运行的状态和装置本身有直接的影响造成电容运行的不稳定。

3 无功补偿与电压优化装置的参数设定

无功补偿与电压优化成套装置的智能控制单元包括：无载同步调容、调抗开关、主控单元，电容器微机保护单元、電容器组及一些附属设备。

3.1 智能式过零开关线路的设定

智能式过零开关也叫做分合闸断路器，是一种可操作的真空永磁机构断路器，该断路器不仅具备运行状态自行检查，还具备对无死区防误操作闭锁等功能，它改变了智能式过零开关功能单一的情况，是一种新式的自动化装置。

3.2 无载同步调抗开关的设定

无载同步调抗开关是采用多个触头同步进行、多端切换开关，它是通过检测电容器中放大无谐波来进行自动工作。其有两种工作方式和六个分接位置。工作方式为纯调容工作方式和调抗、同步调容工作方式。处于纯调容方式之时，其可以通过三种方式来补偿容量，分别是3C/3、2C/3、C/3。为保证无功补偿装置安全可靠的运行，将该装置中内部损耗控制到最低程度，我们在无载同步调抗开关上要设定合理。此六分接开关同时也是一个经济型开关，其能够确保安全运行无功补偿装置，实现最小化的内部损耗控制。

3.3 主控单元的设定

主控单元作为整个控制系统的核心，它具有电压无功控制的功能，还具备将测量、通讯、保护闭锁等功能。主控单元能利用无功限值和电压限值自动生成调控的策略，实现电容器的正确分组来进行阶梯式的分级。

4 无功补偿与电压优化装置在智能电网中的作用

4.1 强化和保障电网系统的安全

智能电网可以有效的适应因互动系统、用户需求、环境变更等因素的影响，从而在电力电子技术中运行稳定。无功补偿与电压优化成套装置是电子技术迅速发展的有力手段，能及时的改善电网输配能力、电能质量以及降低和缩短故障的发生，在形式上可以自主创新，进一步满足当前智能电网的建设发展需求。对于我国电网在架构上的薄弱以及配电、输电等领域还需调节和提升，必须大力研发输电装置、建立完善的电网网架结构势在必行。随着我国电网系统运行控制的难度变大、结构复杂，应极力减少自然灾害对电网系统安全造成的损害，此外，着力研发电力电子装置是目前对电力系统的一种调控手段，在电网构造的各个环节中抑制故障的发生是重中之重。站在实际问题的角度去考虑，更稳定更好的去支撑我国电网安全稳定的运行。

4.2 使得再生能源被充分有效的利用

为了让电网系统的系统运行更加安全和稳定，通过对智能电网的建设来实现再生能源的有效利用、调度和控制，是促进再生能源发展的前提。国家通过用现代的电子信息网络技术，保证了再生能源大规模、分布式的接出，使再生能源能够稳定的适应电网系统的运行，给全球气候变化给电力系统的兼容性打下了坚实的基础。

4.3 有效改善电力市场电能质量

在我国经济飞速发展和科学技术不断创新的今天，日益提高的社会工业水平，使得电力市场的电能质量受到越来越多人的重视。无功补偿与电压优化装置的运用也对国家电网电能的质量给予了一定的支持，许多用户开始参与到电力市场的环境中来，用户与供电方之间的关系也越走越近。国家在提升电网配电效率的同时，也通过电子技术来调控电能质量，让用户真正实现优质、高效的电力供应是当前智能电网发展的一个重要方向。

4.4 保障电网系统电力设施的质量可靠性

利用无功补偿与电压优化装置使得电力电子技术在智能电网的应用中有了进一步的发展，但现阶段大规模的电力电子设施的可靠性、经济性还有待完善。通过大规模的电力电子装置设施来适应和提高电力设备的经济效益这一问题还有待解决，对于当前的电力电网系统采用的电子换流技术，容易发生不稳定和同步谐振问题，国家已经对这项问题进行了相关研究。另外，电力电子技术的发展在仿真技术不足的情况下受到了一定的限制，无法保障电子装置设施的可靠性。但无功补偿与电压优化装置给电力电子技术带来了一定的可靠性，使其电力设施在质量上得到了保障。

5 结语

本文从无功补偿的发展形势展开介绍，系统的讲解了无功补偿与电压优化装置在智能电网中的利与弊以及其作用，仅供参考和建议。它不仅保障了电网系统的安全稳定，还促进了再生能源的有效发展，结合电子电力技术对智能电网的研究方向进行展开，为建设我国智能电网长远发展提供了思考方向。

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