智能电网中的无功补偿技术探讨

张 倩

智能电网中的无功补偿技术探讨

张 倩

（三门峡职业技术学院，河南 三门峡 472000）

智能电网能够在使用过程中提升可再生能源的利用效率和降低资源能源消耗，提升人们生产生活用电的质量与效率。本文以电力系统的先天性无功负荷为主要的研究对象，分析无功补偿技术在智能电网当中的运用。提出无功补偿技术能够满足智能电网节能发展的要求，也能够降低电网运行过程中存在的损耗。将无功补偿运用到智能电网当中，既可以满足企业智能电网发展的需要，也能够满足时代发展对电网的需求。

智能电网；无功补偿技术；电网建设；电力系统

在高压远距离电力系统发展与普及的过程中人们对电力需求明显增加，电网在运行的过程中对无功功率的需求也在逐年递增。电网设备涉及到较多非线性的电力设施。在实际的运用中智能电力设备功率因素非常低，电力系统运行的过程中无形增加了额外的负担导致电力的质量难以提升。无功补偿技术在电力系统运行中能够起到很好的作用，遏制这种现象的同时还能够提升供电的质量。除此之外无功补偿技术还能够在输电环节和供电环节发挥良好的效能，促进电力系统供电与输电的稳定性。

1 智能无功补偿技术运行原理

无功补偿技术是把具备荣容性功率的负荷装置和感性功率负荷并联在同一条电路上运行，电能量能够在两种负荷直接任意转换满足电力需要。荣容性无功补偿的负荷在运行的过程中会给予感性负荷需要的功率，而感性负荷也相对应给出荣容性负荷需要的功率。在正常的情况下合理功率补偿因数为0.95，日常智能电力设备工作的过程中无功功率存在一定的需求。设备现处于运行状态之后不仅仅获取有功功率，也获取一定量的无功功率。电网在运行的过程中，无功功率如果不足难以满足电网供应的需求，智能设备的运行就会因为无功功率不足而难以建设起正常的工作磁场，也就并不能满足电力供应的需求。处于这样状态下的电网，由于无功功率不足，运行状态不稳定，不能在额定情况下满足运行的需求，进而导致电压下降，持续的工作会严重耗损电力设备影响电网的运行。但是实际上是由于发电机与高压输电线提供的无功功率不能满足负荷需求，导致能耗增加设备损耗严重。因此需要在电网中增加一部分无功补偿技术装备，在电网设备运行的过程中补偿无功功率就能够保证智能电网的运行，节约运行成本和保证了设备运行的质量，还有利于保证电力设备在额定电压中正常运行。

2 无功补偿技术运用探讨

2.1 有效降低智能电网损耗

将无功补偿设备装置在智能电网中，以并联的方式与设备相连接，可以将感性负荷消耗的无功功率补偿回来。补偿回来之后的感性负荷，意味着电力线路设备输出电源端的感性负荷输出量减少，也就导致无功功率的流动几率降低。这个过程中降低由于无功功率补偿之后避免存在设备损耗与线路损耗，将一部分电能消耗控制在合理的范围之内，节约电网设备运行的能耗、降低运行成本且满足了供电的稳定性与可靠性。这就是智能无功补偿技术在智能电网中的运用。它的运用有效提升功率因数，且投资少，满足以最小投资获得最大收益的经营方式，降低损耗，起到节能的作用。

2.2 无功补偿设备装置的优势

（1）有效降低电网设备的功率损耗满足供电质量。把输送的有功功率假设为P，当P值处于稳定运行状态的时候，这个时候安装无功补偿设备能够有效提升功率因数；电源线路中的流动负荷被降低，线路中被损耗的有功功率也相对应降低。因此在智能电网中运用无功补偿设备，能够降低智能电网中的有功功率损耗。（2）提升智能电网设备的供电性能。设现有的设备运行的功率值为S，设备运行的过程中S处于恒定状态。功率因数上升到0.9、功率上升到45千瓦，智能电力设备中的功率因数提高之后有功功率的输出也会明显增加。假设初始值功率因数为0.7，在装置无功补偿设备之后上升到0.9，表明在运用无功装置之后功率因数得到提升。这种方式除了明显提升了配电变压器的供电能力确保供电的性能之外，还有利于降低能耗。在智能电网中运用无功补偿设备装置能够让智能电力设备的输电与配电性能处于稳定状态。对于当前时代的发展来说智能电力设备的性能与潜力还需要充分挖掘，和时代发展接轨。

3 智能电网中无功补偿技术的运用方式

在智能电力设备中一些设备系统的元件会产生阻抗，这类抗阻比较感性，只有输电端和入电端之间存在电压相位差的时候才能够输出功率。这个属于比较广泛的领域。输电端和入电端之间有电压差的情况下才能够输出有功功率，其幅度相对狭窄。在智能电网中网络元件、负载都需要消耗大量的无功功率，也就意味着要产生大量的无功功率来满足智能电网运行的需要，产生无功功率的设备不可能是发电机等设备。因此在无功补偿系统装置中有三种运用的方式，根据智能电网实际需要情况进行合理的安装。（1）集中补偿无功功率的方式。这种方式把大容量无功补偿的电容汇聚于变电站中，以此来补偿主变运行过程中损耗的无功功率。而实际运用中，无功功率补偿装置电容的容量就需要根据实际的需要，以变电站供电区域内的无功补偿水平、潮流需求在做出规划。以110KV变电站运行需要的无功功率为例，一般为15%～20%。集中补偿的优势是：提升电网的利用率；方便设备后期运维；使用的安全性能较高；具备很强的自动性；运用过程中变压器和无功负荷、电能消耗都能够相对应的减少。（2）分组补偿无功功率的方式，这种补偿的方式主要针对配电线路、用户的用电设备与变压器这些设备之间。尤其是远距离的无功补偿具有极大的优势，在用户和主变站间隔距离远的情况下就可以选择这种方式补偿无功功率。分组补偿无功功率的优势是：分组补偿与低压补偿相互协调作业可以降低电网线路损耗以及供电性能，提升高受电端的用电电压。（3）就地无功功率补偿方式。这种方式的无功功率补偿接受与用电设备直接使用，用电设备在正常的运行过程当中投入补偿电容，此时设备的运行处于正常状态。整个过程都随着用电设备的正常运行而正常投入运行，如果用电设备停止运行，那么无功功率补偿装置也相对应的切除供应。因此在实际的运用中需要合理设计就地补偿无功功率容量，精确计算电力系统实际所需要的无功功率，精准的计算有利于降低系统运行的成本，提升功率的利用率和补偿率，确保其满足实际所需。就地补偿无功功率的优势是：针对性很强；对于大型配电设备的无功功率补偿而言具有很强的针对性和专业性，可以为其所专用；系统设备简单和制作过程成本较低；无功功率补偿效果非常明显，简单容易操作；具备自动补偿和自动切除的能力。

4 智能电网中无功功率补偿的运用对策

4.1 无功功率补偿方式

无功功率在补偿的过程中需要与智能电网的布局相符合，因此要满足几个原则，如科学合理布局原则、分级补偿原则和就地平衡均衡等原则。合理运用这些原则在智能电网运行的过程中使用最佳的补偿方式，让其具备最佳的综合效益。因此具体的施行方式有：

（1） 以就地补偿无功功率为主的方式，就是电力部门和用户的补偿方式。就地无功功率补偿技术智能电网中的运用是为提升电网运行中的功率因数，减少用户端传输消耗的电功率，降低分配电过程中消耗的电力。这个方式可以节省用户用电的消耗量降低电费等开支。随着节能减排相关文件的出台，很多人已经意识到节能的重要性。在这样的背景下以提升功率因数而鼓励用户自觉装置无功补偿装置，将有很实际的意义。在实际的资料统计中笔者发现智能电网消耗大约有60%都是由于用户端使用的设备产生的电力消耗。对于这样的情况应该加强对用户用电终端的管理，以加强无功功率补偿技术装置对用户进行统筹规划集中管理。强化管理方式可以实现经营管理目标，让供电方和用户端集中管理确保双方获取最大的经济效益。

（2） 以分散式为主的无功功率补偿方式：以集中和分散补偿技术相结合的无功补偿方式。两者相结合的施行方式主要还是以分散补偿为主，在变电站运行的过程中，集中无功补偿、专用无功补偿与大量无功补偿的过程中，智能电网系统中线路与设备等分别都要进行分散补偿；在无功功率补偿的过程中主要还以分散补偿为主要的对象。在无功补偿就地补偿平衡得以实现的基础上还有效地提升了无功补偿具备的经济效益与社会效益。在具体施行的过程中体现出很强大的无功补偿效果。因此在安装的时候，合理选择安装地点，才能够保证补偿的经济效益满足预期的要求；除此之外还需要考虑满足补偿的情况下，功率因数是否合理。并不是功率因素越高就能体现出效益性。这种分散补偿的方式存在一定的缺陷，就是运用过程中由于其存在的分散性，导致其运维存在一定的难度，所以在实际的运用中人们会选择集中补偿无功功率的方式。

（3）能耗与调压相结合的无功功率补偿方式。智能电网中运用无功补偿技术的主要目的是降低设备运行中产生的能耗，以及降低成本、降低设备损耗。设备运行电压偏高的情况将电压运行负荷调低，否则轻载运行会增加能耗降低设备的使用寿命，影响电路的整体性能。在智能电网的运行中安装无功功率装置设备，可以达到降损指标满足其经济效益和社会效益。

4.2 智能电网中的无功补偿施行措施

在现实生活的运用中，智能电网需要将客户配电室、负载点分别进行功率补偿而安装无功功率补偿装置，因为供电部门不会根据功率因素电费调整而收取客户调整之后的电费。在现实生活中需要和客户做好沟通交流，安装好相关的设备，协同作业、降低运行成本、合理调整电费的支付情况。因此需要相关的人员做好无功功率补偿的宣传，充分运用信息化技术和手机终端强化无功补偿技术的安装益处，安装之后的使用特征等，从多个角度出发满足企业与用户的效益，以及真正做到电力的可持续发展和进步。

4.3 供电机构做好无功功率管理的措施

在智能电网运行的过程中，供电公司和相关的机构需要严格按照工作的要求合理关注智能电网、用户的用电情况，关注功率因数数据与变化的缺失，根据不同的季节、不同时间段和不同季度做好对应的措施。相关的人员还需要勤于调研，于供电区域的用户做好调查和研究，了解用户的用电情况和设备运行情况，及时提醒用户提升对无功功率的认识，帮助用户让其达到国家的标准和要求。无功补偿是国家提倡的节能技术，专业性很强，需要专业的人员来完成。因此对应的人员需要帮助用户提升对无功管理的认识。

5 结语

随着科技的发展和时代的进步，科学对人们生活渗透越来越深入，智能电网中无功补偿技术的运用减轻了目标电网的压力，满足了供电的稳定性与可靠性。在现实的运用中无功补偿技术的运用提高了用户变压器的利用效率、改善用户电费的支付率、改善了功率因数、节省电费支付的同时降低了设备的损耗率。随着智能电网在人们生活中的普及，智能电网无功补偿技术的运用有利于保证智能电网的稳定性和安全性。

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TM761+.11

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1672-1047（2020）06-0136-03

10.3969/j.issn.1672-1047.2020.06.36

2020-10-04

张倩，女，陕西潼关人，讲师。研究方向：电力系统及其自动化等。

[责任编辑：刘良瑞]