电力自动化中智能无功补偿技术的应用研究

徐援军

（金建工程设计有限公司山东烟台264670）

电力自动化中智能无功补偿技术的应用研究

徐援军

（金建工程设计有限公司山东烟台264670）

随着我国社会经济的飞速发展，电力行业也随之得以进步与发展，电力自动化技术被广泛应用于各行各业之中，同时也取得了一定的成绩与效果。但是在电力系统的实际操作运行中，一些电气设备会受到某些因素的干扰，对电力系统在运行时的安全造成一定的影响。因此，无功补偿技术就对解决这些问题发挥了极大的作用，同时优化电力企业的自动化系统。

电力企业自动化；智能无功补偿技术；应用

随着我国经济的发展，人民日常生活水平的不断提高，对于电量的需求也在不断的增加，就会造成电网的负荷量加大，相关电力系统在安全运行方面将面临着巨大的困境。为了提升相关的管理效率，加强管理的力度，将自动化的技术应用于电力系统的管理工作中。近年来，我国的自动化技术已日渐成熟，但是在实际的操作与运行中还是会出现各式各样的问题，对电力企业的发展造成消极、负面的影响。据此，人们研发了智能无功补偿技术来解决这类问题，进而优化电力系统，改善电网运行的质量与水平。

1 相关概念

1.1 电力自动化

电力自动化的实施需要依靠计算机网络技术，电力系统的运行过程大致为电厂—电网——区域电网—街道电网—用户。通过大量的输电网、配电网及多级变压设备等一系列的设备进行配合，从而完成电力的输送。电力自动化则是将电力系统在运行中的主要环节集中起来，同时借助计算机技术及其网络技术来控制、监测电力系统的发电、输电、配电等环节的运行状况。除此之外，电子自动化的实现还离不开相关的可控电子元件。就目前而言，电力自动化中主要包括发电站自动化、电力信息自动化、电力故障处理自动化、配电系统的自动化等。

1.2 智能无功补偿技术

电力系统在正常的运行过程中难免会被电气设备中的电感、电容等元件之间形成的磁场干扰，从而产生无功。同时，由于无功在电路中会产生一定的电流，就会给电力系统增加一定量的负担，使相关变压设备的利用率降低。但是，在电力系统中如果不使用这些设备，电力系统将无法维持正常的运转。据此，就需要在电力系统中加入一种元件，可以将系统中产生的无功电流进行等大反向的抵消，由此就可以极大程度的降低电力系统中相关设备的负担，进而提升系统在运行过程中的安全性，将无功减少或者是消除。

2 电力自动化中智能无功补偿技术的应用现状

就目前而言，智能无功补偿技术在电力自动化发展中的应用主要包含了三方面的内容。①调节电器、电容器的电压，控制管理固定滤波器设备。主体透过电气低压布线上方的滤波器设备的连接，或者是降低变压器设备低压侧母线来对其电压进行调整与处理，进而对无功进行处理。②有源滤波器装置，它是将电力电子设施转变成与同负序电流内和谐波电流反向的电流，进而使该设备与电源系统总体应用的需求相符，使其能够实现相互抵消的重要作用。③可控制饱和电抗器系统设备。该设备是利用电抗器装置的饱和性与更新回路电流，使感性电流与并联滤波器装置中的无用无功功率进行相互的抵消。

现如今，智能无功补偿技术在电力自动化的发展过程中仍旧存在许多的问题与不足之处。最主要的就是配电网的倒送现象，这个问题在一定程度上加大了配网功率的能耗及相关的损失，加剧了配电线路的负担及相关的影响，进而引发电力系统在供电电压方面的偏差，加大了电力系统的无功功率。尤其是在一些通过固定电容器装置来进行补偿的应用中，其电力的负荷较低就会引起无功倒送的问题。除此之外，在设定的无功补偿的总体容量标准与相关规定的标准不相符时，就会造成变电站之间的无功补偿电容不能够按照其电力负荷的实际变化进行就地电容的调整，且容易引发低负荷状态下的过度补偿问题，高负荷状态下无功功率因数较低的现象。大多数发电厂中形成的无功电流会被传送至高压变电站，再由输电线传送至中低压的变电站，进而就会造成远距离输送无功电流的现象与问题。

现阶段，我国在电力自动化中使用的智能无功补偿技术已经日趋成熟，其有关的应用包括：①真空断路投切电容器，是无功补偿设备中的一种，其造价低廉，操作简便。但是在合闸时比较容易产生较大的电压，进而对相关设备造成一定程度的损害。同时，该设备无法进行频繁的投切操作，其耐受力较弱，操作使用的寿命较短。②可控饱和电抗器，这是以调节电抗器饱和程度为手段，进而对整个电力回路中的电流进行调整，使并联滤波器中产生的无功功率和感性电流进行相互的抵消，以此来达到相应的平衡状态，但是这个设备在运行的过程中会形成谱波，产生较大的噪音，影响设备的使用寿命。③有源滤波器，可以产生同负序电流相反的电流，进而使得两者相互抵消，最终消除负序电流。该设备具有无功补偿快、调节迅速、无谐波产生等特点，其缺点是造价高昂，不利于广泛推广使用。④固定滤波器，该设备是与电容器、电抗器相结合使用的。通过对低压侧母线电压的调节，来降低无功功率。与此同时，对于该设备在使用时，必须提前装好晶闸管和通断开关，以保障滤波功能的实现。

3 电力自动化中智能无功补偿技术的应用

3.1 选择正确的智能无功补偿方式

在电力自动化中，应该根据实际的操作情况来进行对智能无功补偿方式进行相应的选择。在进行智能无功补偿方式的选择时，需要遵循以下几个原则：

（1）坚持动态补偿与固定补偿相结合的方式。随着电力企业的飞速发展，电力运行系统的负荷量也在不断的加大，且形式也变得越来越复杂，这就给智能无功补偿技术提出了更高层次的要求。传统的固定补偿技术随着电力技术的发展已经遭到淘汰，新型的智能补偿方式需要将传统的固定补偿与动态补偿相结合。

（2）智能无功补偿取药采取综合补偿方式。随着电气化技术的提升，越来越多的电气设备都在电网中展开了使用，就加剧了电网中三相不平衡的现象。传统的三相共补技术已经满足不了目前的电力需求状况，加之单项补偿技术的使用成本较高，因此采用综合智能补偿方式，进行共分结合技术，才能够有效地提升无功补偿的经济效益。

（3）快速跟踪补偿技术，这是一种新型的补偿技术，将这项技术与稳定态补偿技术相结合，是电力自动化无功补偿技术的一种重要的发展方向。

3.2 合理选择无功补偿投切开关

智能无功补偿技术中对于投切开关的选择是十分必要的，对无功补偿技术的效率及电力系统的运行的稳定性有着极其重要的影响。现今补偿投切开关主要包括以下几种：

（1）固态继电器。在无功补偿技术中最常见的一种投切开关，可以在对相关条件做出及时的反映，且在投切过程中不会对电网形成一定的冲击，其设备的使用寿命较长。但是这种设备在使用时会产生谱波，同时还会产生极大的噪音，形成一定的耗损。

（2）一体化智能开关。这种投切开关是将固态继电器与接触器相结合，同时结合这两种设备的优点。这种设备的使用能够进行快速的投切，有效地降低其能量的耗损。但是这种开关的成本较高，不利于大范围的推广使用。

（3）智能一体化真空开关。这种设备将低压真空技术及永磁技术进行结合，从而完成了电容过零投切。除此之外，这类开关的使用成本比较能够被大众所接受，其可靠性较强，设备的使用时间也比较长。

3.3 对无功控制措施的选择

智能无功补偿技术，是利用计算机进行三相电流、电压的采集，同时对电力系统中的无功变化进行追踪，从而将无功功率转化为控制物理量。其中投切需要参考电力用户设定的功率因数，来选择合理的电容器组合。在无功补偿的过程中，需要依据三相中各部分的功率大小、智能化的选择电容组合。

（1）科学的设置电压制约条件。在电力系统中，可以依据其中的无功功率来设置相应的禁切、禁投值。同时，明确电压制约条件下各种参数的取值范围，结合电力系统的实际要求，增强这些制约条件下参数选择的合理性。

（2）合理的设定投切的延时功能，对时间进行一定程度的控制与调节。这种方式的使用，能够对其进行及时的跟踪与补偿，同时将跟踪补偿值设置为零。

4 结束语

综上所述，智能无功补偿技术是电力系统发展的必然趋势，同时也是现阶段我国最先进的无功补偿技术。应用于电力自动化系统中，能够有效地提升电力系统运行的稳定性，进而提升企业的经济效益。随着我国科技的发展，将会有越来越多的新设备与新技术应用于无功补偿技术中，使智能无功补偿技术向着更加智能化的方向发展。

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TM714.3

A

1004-7344（2016）24-0067-02

2016-8-9

徐援军（1986-），男，助理工程师，本科，主要从事供配电设计工作。