智能无功补偿技术在电力自动化中的应用

许 平

（广东诚誉工程咨询监理有限公司，广东 佛山 528000）

0 引 言

随着科技水平的不断提高，高效应用电能的探索取得了重大突破。科研人员利用收集的用电信息数据，采用智能无功补偿技术，弥补了传统无功率电网技术的缺陷。我国城乡、地域间的差距较大，存在电压不稳定、无功补偿不合理或者部分地区无功不足的问题。长距离电能传输时，智能无功补偿技术可减少电能损耗，实现更大的社会经济效益。本文分析和探讨智能无功补偿技术在电力自动化中的应用，评估了智能无功补偿技术的应用方向和发展趋势。

1 智能无功补偿技术的简介

供电设备工作时，电感、电容元件将产生磁场，对应磁场将形成无功，无功在电路中形成的电流将增大供电系统的压力，从而影响电力系统的安全运作。电容、电感元件是电力系统的必备元件，此时可在电力系统中接入另一种元件，以反向抵消无功电流，这种方法就是无功补偿技术。无功补偿技术具备平衡电流、减少线路和变压器的工作损耗、减少低压配电台区的线损量、考核电压合格率及谐波监测等功能。因此，智能无功补偿技术被广泛应用于各地低压配电网的公用配变[1]。

2 传统低压无功补偿设备和智能低压无功补偿设备的比较

传统低压无功补偿设备使用单一信号和三相电容器共补。当负荷主要是电动机时，传统补偿方式适合；当负荷主要是用户时，将出现用电不平衡现象，而传统补偿方式会造成不同程度的过补或欠补问题。在电网中应用智能无功补偿技术设备，可解决这些问题。使用完整的配电运行参数测量系统进行配合，采用先进技术进行信号传输，可高效、及时弥补欠缺。

传统低压无功补偿设备的控制器开关一般采用交流接触器，传播速度慢，投切过程中磨损电网，且使用寿命短。实际使用中，智能无功补偿技术设备改进了开关传播速度慢和电流冲击电网的问题，如机电一体的智能真空开关和机电一体的复合开关。实际应用中，智能无功补偿技术采用了固定补偿与动态补偿相结合、三相共补与分相补偿相结合的模式。目前，负载超负荷的情况越来越复杂，对无功补偿技术的要求也越来越严苛。固定、单一的补偿技术已无法满足电网的发展要求，需利用智能无功补偿技术适应严重的超负荷现状。

3 智能无功补偿技术在电力自动化中的应用

现阶段，无功补偿技术已在电力系统中得到初步应用，极大地解决了远距离传输电能时的电能损耗问题，提高了电网系统的稳定性。常用无功补偿技术包括固定滤波器、可控饱和电抗器、真空断路投切电容器和静止无功补偿装置。这些技术均存在一定不足。使用固定滤波器前，需安装晶闸管和通断开关，增加了线路复杂度，且控制器开关影响整个系统的正常运行；可控饱和电抗器和真空断路投切电容器的工作原理不同，但都会减少设备的正常使用寿命；静止无功补偿装置难以控制参数，导致实际应用效果不理想。因此，利用智能、便捷的网络设备并行多台电容器，组成低压无功自动控制系统，可自动生成网络系统。当一个机器出现故障时，另一个机器可自动识别和产生一个新的网络系统，以保证系统正常运行[2]。

4 智能无功补偿技术在电力自动化应用中的改变

4.1 合理选择智能无功补偿技术

合理选择智能无功补偿技术，可有效提升无功补偿效率，如稳态补偿与快速跟踪补偿相结合。从实际情况分析，稳态补偿与快速跟踪补偿相结合是无功补偿技术的必然发展趋势。从经济效益分析，无功补偿技术的技术成本和实际收益效果不平衡，影响了无功补偿技术的推广。采用稳态补偿与快速跟踪补偿相结合的方式，可提高功率因数、减少能源浪费，充分发挥设备能力，有效提高工作效率和工作质量。从长远发展分析，需根据社会实际需求，保证电力系统有效运作的前提下，对用电量大、负荷变化快及波动大的大型钢铁冶金企业进行合理的无功补偿，以控制智能无功补偿技术的成本投入。从技术方面分析，复杂的电网建设种类繁多且不断优化电力设备，无法使用一种智能无功补偿技术应对。实际工作中，结合智能动态补偿技术和固定补偿技术来弥补单一技术的缺陷。同时，大量增加的电气设备加重了电网三相不平衡的情况，需使用综合性智能无功补偿技术。为降低成本投入，可采用公分结合补偿办法或者快速跟踪补偿结合稳态补偿的方法[3]。

4.2 科学配置智能无功补偿控制器

智能无功补偿技术的很多功能不是独立实现的，如采样、运算及元件保护功能，需要无功补偿控制器的配合。随着技术的发展，无功补偿控制器的种类越来越多。不同型号的无偿控制器，优缺点和实际适用情况不同。因此，需结合具体使用环境和实际需求，配置合适的无偿控制器。

4.2.1 功率因数控制器

功率因数控制器的优点是操作简单，可直接读取相关数据，易实现控制功能。它的缺点是实际工作中易出现震荡现象，所以实际应用范围不广。

4.2.2 无功功率型控制器

无功功率型控制器的优点是线路稳定性好，可直接显示电网参数和电容器投切特性，可自动设置和试运行，并可选择ModbusRS485进行通信。它的缺点是成品质量差距大，且需考虑成本和效益。

4.2.3 动态补偿控制器

动态补偿控制器的优点是具备动态控制功能，抗干扰性好，应用价值高。它的缺点是反应时间有延迟，无法及时补偿功率。

4.3 提高对智能无功补偿技术的控制能力

提高对智能无功补偿技术的控制能力，有利于高效发挥无功补偿作用，改善无功补偿的效率，从而实现智能无功补偿技术的进一步推广和应用。随着社会经济的快速发展，人们对无线电网的需求不断增强。目前，智能无功补偿技术主要利用计算机来有效监控和约束电网，以满足企业对无线电网的需求。考虑经济效益和实用性，以无功功率为主要控制量，使用计算机采集电力系统的电压、电流为参考信息，结合用电方设定的功率，选择适合的电容器组合，从而科学合理地控制电压限制条件，在电力系统上智能设置过压保护值、欠压保护值及禁止投切电压值。其中，禁止投切电压值根据无功功率设定，可选用智能一体化投切开关[4]。

5 结 论

网络科技的进步、自动化控制技术的发展以及电力系统元件的不断优化，推动了电力自动化的实现。电力自动化实现了电力系统远程控制、实时监测的功能，极大地方便了电力系统的管理，提高了电力系统的稳定性。应用智能无功补偿技术符合电力系统自动化的发展需求，减少了电力系统的电力损耗，提高了电力设备的使用年限。电力自动化中应用智能无功补偿技术，有利于推进我国电网建设和电力事业的长远发展。