电力调度无功补偿技术研究

卢诚 陈浩

国网江苏省盐城市大丰区供电公司 江苏 盐城 224001

引言

经济发展的推进大大提高了人们的生活质量，各种电气设备也进入了人们的日常生活，这也给电力系统的运行带来了一定程度的压力。尤其是最近几年，随着科学技术的发展，非线性负荷被广泛应用于电力派遣。越来越复杂和精密的电力设备投入到电力系统的运行中，这些电力设备对电力质量的敏感度非常高，对电力可靠性的要求也非常高。电力系统运行时，会使用大量感知负载和电网中的无功损耗，因此在电力系统实际运行时，可以提供足够的无功容量。

1 关于无功补偿装置在整个电力系统当中的应用分析研究

无功补偿在电力系统当中的应用效果分析

整个社会的发展速度由于能源的供应速度而不断提升，这些年的实际情况反映了，我们国家对于电能的需求量在不断地提升，我们国家的电力输送行业必须与不断发展的社会经济相匹配。所以整个电力系统的建设也在不断地扩大，然而在增加的发电量的同时，也需要减少电能在运输时的消耗，降低电力部门的运营成本。通过无功补偿技术，让整体的电网运行质量得到保障，减少能源在运输过程中大量被损耗的电能，强化整个电网的运行速度，这种无功补偿可以被直接的添加在原有的电力系统当中，而不需要进行额外的设计和改进，从而拥有良好的工作能力，提升电网系统的整体运营安全和稳定性。之所以能够肯定无功补偿装置在电力运行中的用途，是因为它不仅能够极大幅度的降低能量运输的损耗，还能够让传输的电能质量更高，更加的稳定。

1.1 无功补偿当中同步调相机的相关科学分析

在无功补偿的应用中，一定程度上参考了同步调相机的工作原理，同步调相机其实也是一种发电机，以同步旋转的方式运行，在种类上，属于无功率动态补偿装置，这种电机的工作原理主要是反映了其通过励磁系统的调节满足有容性功率地输出，在种类上能够被视为是一种无功率动态补偿装置。此外无功率补偿装置也能够被视为是一种同步旋转式的发电设备，运行中时序不断旋转，并产生大量的噪声，进而导致了电力传输的损耗，通过实际的工作分析不难发现，在同步调相机的检验和维修上较为方便。而通过对目前的状况研究，可以发现无功率变化速度在整个电力系统中变化迅速，现有的机器运行速度无法匹配如此快速的功率变化，这种不利因素使得无功补偿同步调相机的实际运用能力十分有限，无法满足实际的工作需要。

1.2 无功补偿装置当中静止无功补偿装置分析

无功补偿装置当中的静止无功装置被研究设计出来拥有着相应的作用，这种作用是为了缓解在电力容器和同步调相机中的一系列设计缺陷造成的工作问题。将静止无功补偿装置与同步调相机的工作环境进行分析比对，能够明显发现静止无功补偿装置在实际工作中的优点，最为显著的优点为，静止无功补偿装置在运行当中的噪声很小，在运行的速度上也快于同步调相机，这说明静止无功补偿装置的设计思路更加先进，正是这样，与无功补偿装置相配套的新型原件才能被不断的设计开发出来，在当前的装置中得到更好的运用。但无功补偿装置并不是完美的，那就是其制造成本要远远高于同步调相机，这种高昂的一次投入使得电网运行的整体成本在初期会有着更高的负担。在电力系统建设中应该仔细地考虑这种问题，进行更符合市场要求的电网建设。

2 无功补偿技术的特点

2.1 电压优先，自动补偿

无功补偿技术能够借助一定的技术设备来进行相应的系统性的运作与管理。无功补偿技术在应用过程中基于一定的电压质量来进行自动投切电容器，当电压超出最高设定值时切除电容器组，从而保障电压的合作与正常的运作；而在低于设定值时，在保证正常运作的情况下逐步投入电容器，保障基本的电压运作[1]。在这种电压优先的情况下，无功补偿技术能够基于负荷无功功率大小自动投切电容器组，保障系统处于一种无功补偿的状态。

2.2 智能控制，异常报警

无功补偿技术在应用过程中，其加工与应用能够通过智能化的操作来完成系列的动作指令。在操作过程中，无功补偿技术通过指令来判断电压是否超出基本设定的阈值，与传统的电气设备相比，减少了操作的动作次数，更好地实现了一次探寻式的智能化控制。同时在运作过程中，无功补偿技术能够针对不正常的外界环境进行全面的数据监测，通过电容器来进行整个控制回路以及自动闭锁装置的实现，从而在自动化的智能操作中实现相应的技术性操作。

2.3 模糊控制，综合保护

当系统化的运作处于正常的电压范围之中，配置环境、器械的受电情况、动作时间、用户对动作次数的限制等会引起控制过程中的错误与问题，这就需要在控制中通过模糊控制来进行相应的技术性的操作与应用，从而在操作过程中实现系统化的自动运作，避免出现盲区式问题[2]。另外，该技术能够通过一定的补偿来实现装置的开关保护以及运作保护，从而在运作过程中通过实现综合因素的调控来实现整个系统的规范化运作。

3 无功补偿技术的基本原理

无功补偿技术是一种不消耗电能，只是把电能转化为另一种形式的能量来进行运作的技术模式，这种技术能够作为一项基本手段来实现电气设备的运作，使电网中的电能持续性地周期转换。这就能够将具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷的装置连接在同一电路中，实现能量在两种负荷之间的相互交换。无功补偿技术能够在应用过程中补偿无功功率，增加电网中有功功率的比例常数[3]。

3.1 降低电力网损耗

无功补偿技术的应用能够将电容器等系列的无功补偿设备通过并联的形式进行电路信号的传输，从而将感性负荷消耗了的功率补偿回来，降低电力线路中的无功功率及其功率的流动性。这能够在应用过程中实现变压器、电力线路与设备输出相应的电能消耗，提高整个系统应用中的功率因数；同时减少发电、供电设备的设计容量，从而减少相应的投资，降低损耗，保障供电企业的正常运作与发展。

3.2 降低电网设备功率损耗

当电网设备中的有功功率为定值时，无功补偿设备能够在应用过程中将提高一定的功率因数，使线路应用中的负荷点降低，有功功率也随之减少。在如今智能化电气设备的应用过程中，无功补偿设备能够在应用中将有功功率的损耗实现一定程度的降低，从而保障整个电网设备在运作过程中的功率降低，用低功率来完成相关设备的运作，提高其经济性与社会应用能力。

3.3 提高电力设备供电能力

当现有的功率为定值时，电力设备功率因数的提高能够使相应的有功功率持续稳定地输出与提高，这就能够通过配电变压器的应用来使电力设备的供电能力得到有效提高。可以说，无功补偿技术的应用，能够基本保障电气设备的供电稳定性以及供电潜力，从而通过一定的技术设备的支持与应用来实现技术性操作的自动化，以此来实现电力设备运作效率的全面提高。

4 电力调度无功补偿技术

4.1 无功补偿异常现象及处理

当区域电网进行无功补偿且出现欠补偿的现象时，区域电网的无功功率虽然还会继续存在，但远远不够感性负载（如电力变压器、电动机等）消耗。无功功率过低会影响发电机的有功功率输出，降低供电设备的供电能力，减少输电线路的效率，造成区域电网的线损增大，提高了国网公司的供电成本和终端用户的用电成本。此时，电力调度控制部门应当遥控投入备用补偿装置，以保证功率因数在合理范围。当区域电网进行无功补偿且出现过补偿的现象时，会导致区域电力系统的电压过高，影响供电设备的绝缘性能，从而缩短电气设备使用寿命，容易产生过电压和谐振，造成电力系统故障，使得供电可靠性降低，同时也增加了有功损耗，提高了供电成本和用电成本。此时，电力调度控制部门应当遥控退出运行中的补偿装置，以保证功率因数在合理范围。

4.2 复合开关实施无功补偿自动控制

在无功补偿过程中，也有采用复合开关和一些其他方法，抑制无功补偿中产生的不良现象。在电流进入到电容器中，通过负荷开关的机构，可以使电容器所承担的涌流降低到最低水平，复合开关所含有的硅介质，也能够将电容器的电流散溢出去，实现元件与元件之间的正常交流接触，对整个电力系统的开关起到保护和控制作用，在正常运行下，电容器中的能量损耗也会被降低，因此采用复合开关装置能够让整个电力供应系统的自动补偿功能运用起来。在实际的工作情况中，选择适合工作实况的开关类型，比如三项共补复合开关和单项分补开关，这两种复合开关是目前应用的较为广泛的开关。要想降低系统运行成本，使电流的运行效率得以提升，也可以同时在采取这两种复合开关，并且在接线形式上做到复合式的设计，防止在电容器的合闸过程中产生涌流效应，导致电子元件被破坏。

4.3 静止无功补偿装置

为了能让同步调相机的工作得以优化，让同步调相机和电力容器更好的配合，静止无功补偿装置做到了两者之间的优化，有着良好的应用特性，在运行过程中速度得到了提升，也极大地减少了噪声的发生。目前我国电力技术的快速发展，对于无功补偿装置的要求提出了较为严格的水平，新型的开关器械被用在了控制同步调相机的工作流程中。

4.4 跟踪补偿

跟踪补偿是一种将无功补偿装置作为控制保护装置，将低压电容器补偿在大用户 0.4 kV 母线上并实现跟踪监测的一种补偿方式。这种运作形式主要适用于 100 kVA 及以上的专用配电变压器用户，能够实现随机补偿与随器补偿方式的功能与性质的替代，补偿的效果也相对较好；且补偿的过程中能够与智能电网充分结合，运作高效灵活，运作维护的工程量也相对较少，电容器的寿命也相对较长，能够保障长期的稳定运作。与此同时，这种运作模式虽然能够较为高效地实现跟踪与应用，并且对于无功负荷的变化进行全面的数据监测，从而在运作的过程中实现补偿，但是其运作方式在应用过程中成本较高，投入较大，且整个补偿运作装置的安装与设置程序相对复杂，若其中的某一个元件损坏，则会对整个设备电容器的投切效果产生影响[4]。

5 结束语

在无功补偿原理的具体运用上，就是要减少电力传输中所白白流失的能量，提升整体的运行效率，目前无功补偿电力系统在我国已经得到了广泛的运用，降低整个电网运输的能源消耗。而对于这种无功补偿功率的改善，就是要将这种系统直接的套用到自动化的控制电力系统中，实现完全的自主控制。