关于城市配电网无功补偿技术的探讨

2016-12-01胡宗金山东威海明安电力安装工程有限公司山东威海264200

中国科技纵横 2016年11期

胡宗金（山东威海明安电力安装工程有限公司，山东威海 264200）

关于城市配电网无功补偿技术的探讨

胡宗金
（山东威海明安电力安装工程有限公司，山东威海 264200）

【摘要】在城市配电网建设规模逐渐扩大的背景下，以电网无功补偿技术的应用能够为提高供电的稳定性、降低供电损耗并提升电能质量奠定基础，进而为提升供电企业的经济效益、实现配电网的高效、经济且安全运行，满足城市实际用电之需奠定基础。本文针对城市配电网无功补偿技术进行了研究与探讨，对无功补偿策略与方式进行了具体分析，以供参考。

【关键词】城市配电网无功补偿技术方法策略研究

在社会主义经济迅速发展的背景下，为了满足城市日益增长的用电需求，我国城市配电网建设规模逐渐扩大，而为了确保供电的安全性与可靠性，进而避免供电事故的发生，并提高供电企业的经济效益，则就需要经济的将电网无功补偿技术进行完善应用。借助这一技术，能够为实现对电网结构的优化并提高供电的稳定性与电能质量，满足城市生产与居民生活的用电需求。

1 电网无功补偿原理与技术应用优势

这一技术的基本原理则是借助具有容性与感性功率负荷装置并联于同一电路之中，进而促使能量在这两种负荷间实现交换，借助容性负荷所输出的无功功率来补偿感性负荷所需要的无功功率。在缺少电容器来实现无功功率补偿的情况下，供电线路中的无功功率会因此而被消耗，相应的线路变压器容量加大，而当用户侧无功补偿能量缺乏时，线路的整体能耗量加大，相应设备的使用效率随之降低，进而降低了线路供电的稳定性，并使得相应供电效益随之大打折扣。而以无功功率来实现动态补偿后，则能够避免无功倒送情况的发生，这样不仅能够提升电能的质量，同时还能够降低供电损耗，为提升供电企业的综合效益奠定基础。

2 五种电网无功补偿策略的优劣势分析

2.1 同步调相法

这一无功补偿技术诞生较早，能够同时满足静态与动态无功补偿之需，实现无功补偿的原理是借助相应监控系统，通过对电压的监测，利用励磁控制来实现无功的发出，同时以电压调节器与相应监控反馈装置，实现对无功功率的优化，进而确保供电线路两端电压能够处于稳定状态，以确保供电的稳定性。而这一无功补偿技术在实际应用的过程中，逐渐呈现出了一系列不足之处，主要表现在实际运行的过程中，其自身的损耗大，同时所产生的噪音也相对较大，并且相应维护工作较为复杂；此外，在进行动态无功补偿时，其反应的速度偏慢，因此，在当前的配电网系统中其现有的功能难以满足实际使用之需。

2.2 电容器

电容器主要提供的是静态无功补偿，在实际应用的过程中，一般是在母线上以并联或是串联的方式来安置电容器，并辅以电抗器，这样在变电站就能够实现集中补偿。通过实践应用表明，使用电容器来实现无功补偿的主要优势是能够提供的无功容量较大，且在实际落实运维管理工作时相对较为简单，并且可以满足大功率且远距离输电形式下对无功补偿所提出的要求。而所存在的不足之处在于：无法满足实时动态无功补偿的需求，在实际应用的过程中需要人工来实现对电容量补偿的控制，同时面对当前相对较为复杂的城市配电网络，相应负荷波动较大，因此，以此种方式来进行无功补偿则难以满足实际需求。

2.3 SVC、STATCOM以及VQC

首先，SVC。这一静止无功补偿器主要是借助TCR与TSC或是二者混合的形式来实现无功补偿的功能，在运行的过程中，主要是借助晶闸管的使用来实现对投切的控制，通过相应监测反馈信息来实现无功补偿以确保电网电压的稳定性，提升电能质量。采用这一无功补偿装置，主要呈现出的优点在于借助晶闸管的使用，可实现连续与动态的无功补偿，反应速度相对极快，能够满足电网负荷变动较大情况下的使用需求。但是也存在一定的不足之处，主要是不可控的关断使得在实际进行无功补偿时谐波较大，进而相应电能质量随之下降。其次，在STATCOM的使用上。这一无功补偿装置的性能较高，在实际应用的过程中能够有效的保证电网供电的稳定性与安全性，且在静动态无功补偿的应用中都表现出了这一优势，但是基于成本过高而难以实现推广性应用。最后，VCQ这一无功补偿策略的应用兼顾了所有策略的优势性能。

3 城市配电网无功补偿技术的实际应用方式

3.1 集中补偿与随器补偿

在集中补偿上，主要是基于变电站下来实现的，能够以分级平衡的方式来实现对电网无功功率的补偿，采用的主要装置为电容器等，通过对优化供电线路母线电压来确保补偿无功损耗，确保供电线路的安全可靠运行。采用这一方法虽然降损效果不佳，但是运维管理工作开展便利。在随器补偿方法下，通过对无功损耗的补偿能够减低损耗的基础上，优化电能质量，在使用的过程中表现出了很强的经济实用性，但是，因安装格局分散而导致投资较大且运维工作开展不方便。

3.2 线路杆上补偿与随机补偿

在配电线路上实现杆上补偿这一无功补偿方法，能够以分段安装电容器的方式来实现，因采用的是单点式补偿，所以在实际进行控制时相对简单方便，能够满足线路与公用变压器对无功补偿所提出的需求。在实践应用过程中表现出操作方便且投入小的优势特点，在功率因数低且电压负荷较大的长距离运输线路中更为适用。不足之处在于因离变电站较远，保护控制方面难度与投入较大，且对于重载情况该补偿方式也难以满足实际需求。采用随机补偿方式是借助电容器与电动机并联的形式来实现的，通过对电动机无功消耗下励磁的补偿，能够优化无功负荷，降低有功损耗。在使用上简单方便且易于维护，相应性能良好且效益较高。

3.3 跟踪补偿与线路补偿

前一种补偿方式下，能够基于用户端实际无功负荷变化的情况来实现动态无功补偿，但是相应的控制保护装置相对较为复杂，且在建设前期投入成本高。采用线路补偿的方式可降低线路损耗的同时，有效提升末端电压，适用于35kV与10kV长距离线路。