智能電網(wǎng)無功補償技術及實施對策

陳磊 張凱 張建軍/國網(wǎng)晉城供電公司調控中心

智能電網(wǎng)無功補償技術及實施對策

陳磊 張凱 張建軍/國網(wǎng)晉城供電公司調控中心

智能電網(wǎng)的建設，其目的是為了有效的提高再生能源的利用率，降低能源的消耗，提高供電的質量，減少電力企業(yè)的運營成本，加快推動經(jīng)濟的快速發(fā)展。但在智能電網(wǎng)建設速度不斷的情況下，高壓及遠距離已成為當前電網(wǎng)中較為普遍的現(xiàn)象，這就會導致電力系統(tǒng)運行過程中無功功率增加。所以利用無功補償技術，可能有效的提高智能電網(wǎng)的節(jié)能和降損的水平，確保有功出力的增加，這對電力服務質量的提升起到了積極的作用。文中從智能電網(wǎng)中無功補償技術的基本原理入手，對智能電網(wǎng)中無功補償技術的方法進行了分析，并進一步對智能電網(wǎng)中無功補償實施的對策和措施進行了闡述。

智能電網(wǎng)；電力；無功補償技術

前言：當前隨著智能電網(wǎng)建設速度的加快，高壓及遠距離已成為當前電網(wǎng)發(fā)展的重要趨勢，再加之當前電力系統(tǒng)技術含量的提升，很多非線性電力設施得以在電網(wǎng)中應用，這就導致當前電網(wǎng)中無功功率事增加的趨勢，而部分智能電力設施運行過程中功率因素也較低，從而給電網(wǎng)帶來了一定的額外損耗，對供電質量帶來較大的影響。針對于這種情況下的存在，無功補償技術應運而生，其在電網(wǎng)應用后，有效的提高了供電質量，確保了電力設備有功出力的增加，在輸變電及供電環(huán)節(jié)中發(fā)揮了極其重要的作用。

一、智能電網(wǎng)中無功補償技術的基本原理

無功補償技術是將容性功率負荷裝置與感性功率負荷裝置并聯(lián)在同一電路上，這樣就會導致電能量在兩種負荷之間進行相互轉換，這就感性負荷所需要的功率就會由容性負荷進行無功補償。

目前在電網(wǎng)運行過程中，智能電力設備數(shù)量增多，這部分設備用電設備在正常工作狀態(tài)下，不僅需要從電源處取得有功功率，同時還需要取得無功功率，這樣智能電力設備在運行過程中才能有足夠量的無功功率，確保其運行的正常性。而一旦這部分無功功率出現(xiàn)供不應求的情況時，這些電力設備就會在無功功率缺失的情況下無法建設完整的電磁場，從而無法在額定功率情況下完成正常的運行工作，從而導致電壓的下降，使電網(wǎng)中電力設備的正常運行受到一定的影響。而在實際電網(wǎng)運行過程中，發(fā)電機及高壓輸電線提供的無功功率是無法滿足負荷需求的，所以需要利用無功補償技術設備來補充無功功率，這樣才能確保電網(wǎng)中的智能電力設備在額定電壓條件下運行正常，確保所需無功功率能夠得到滿足。

二、智能電網(wǎng)中無功補償技術的方法

當前電力系統(tǒng)運行的智能電力設備，其網(wǎng)絡元件或是負載都需要消耗大量的無功功率，但在遠距離的電力輸送過程中，所需要的無功功率不可能由發(fā)電機來提供，在這種情況下，就需要利用無功補償技術來確保無功功率的供應。

1.集中補償方法。集中補償方法即是在變電站中安裝有大容量無功補償電容裝置，該裝置的電容容量需要根據(jù)變電站供電區(qū)域的無功補償不浹確定，這樣就可以對主變運行過程中對無功功率的需求進行滿足。利用集中補償方法可以為后期的維護工作帶來較大的便利，具有較高的利用率，而且不易產(chǎn)生事故，具有較強的自動性，有效的降低了變電器、無功負荷及電能的消耗。

2.分組補償方法。在對變壓器、配電線路和用電設施進行無功補償時，通常都會采用分組補償方法進行，這種補償方法對于用戶與主變之間距離較遠的情況更具有適用性，可以對受電端進行分散無功補償。分組補償方法可以與低壓補償有效的結合，對于電網(wǎng)線路中損耗的降低及受電端的用電電壓的提高具有十分好的效果。

3.就地補償方法。就地補償方法是在用電設備中對電容進行直接補償，在用電設備運行過程中補償?shù)碾娙莸靡酝度胧褂茫秒娫O備運行停止后，則補償電容也隨之停止。但就地補償容量在設計時，需要作好補償容量的計算工作，需要對電力系統(tǒng)所需要補償?shù)娜萘窟M行詳細的計算，這樣不僅有利于無功補償裝置系統(tǒng)生成成本的，而且可以有效的確保就地補償利用率的提高。利用就地補償方法補償電容，具有較強的針對性，而且通過加裝專用補償設備，不僅成本較為經(jīng)濟，而且系統(tǒng)設備較為簡單，具有非常好的補償效果，整個過程中有效的確保了操作的便利性和補償?shù)淖詣有浴?/p>

三、智能電網(wǎng)中無功補償實施的對策和措施

1.無功補償實施的對策。

一是就地補償為主：電力部門與用戶補償結合

無功功率技術的安裝使用，是為了提高運行中產(chǎn)生的功率因數(shù)，減少用戶端傳輸、分配過程中消耗的有功功率，進而減少用戶多余的電費開支。當下呼吁合理用電，從這一角度出發(fā)，以提高功率因數(shù)為鼓勵目標使用戶自覺加裝補償設備。在具體的資料統(tǒng)計中我們發(fā)現(xiàn)，智能電網(wǎng)系統(tǒng)中消耗的40%無功功率是在電網(wǎng)線路、配電變壓器兩個方面，剩余的60%無功功率消耗是在用戶端的用電設備中。以這樣的情況來看，在以加強無功功率補償技術安裝使用管理為同一目標的情況下，供電方與用戶之間應該有效的配合作業(yè)，這樣才能收獲雙方最大的收益。

二是分散補償為主：集中與分散補償技術結合

兩者相結合的實施對策，原則上占有主要位置的是分散補償。在為變電站進行集中、專用、大量的無功補償同時，也要對智能電網(wǎng)系統(tǒng)中電線路、設備、配電變壓器分別進行分散補償，并且在補償過程中要以分散補償為主要對象，在無功就地平衡得以實現(xiàn)的基礎上，還能提高無功補償帶來的經(jīng)濟效益，在具體實施過程中，體現(xiàn)本能效果突出，選擇安裝的地點本身的無功補償經(jīng)濟當量要越大；此外，著重考慮在滿足補償要求情況下功率因數(shù)的合理性，并不是因數(shù)值越高越好。那么就要求分散補償?shù)募夹g使用加裝要從實際的情況出發(fā)，在滿足最大經(jīng)濟效益為立足點。但是這種分散補償?shù)姆椒ㄔ趯嵤┑倪^程中，電力企業(yè)會考慮到其分散性帶來的維護困難，所以實際情況中多數(shù)會采用其中補償?shù)姆椒ā?/p>

三是降低損耗為主：降損與調壓方式相結合

在智能電網(wǎng)運行過程中，通過無功補償技術的實施，有效的實現(xiàn)了降損的目標，確保了電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性，同時更好的兼顧到了調整電壓的要求，確保了電壓能夠更好的滿足用戶的要求。特別是在一些輕載運行的線路上，當其電壓偏高時，這時如果進行電容器設備的加裝，則會導致?lián)p耗的增加，而利用投切無功補償裝置，則有利于線路中功率因素的提高，能夠更好的確保線路達到線損的目標要求。

2.無功補償實施的措施。當實施無功補償時，通常會在客戶配電室或是在負載點進行，在這個過程中，電力企業(yè)需要做好與客戶的協(xié)同合作問題，不能僅僅依附于收取客戶一方的調整電費為主，而應做到盡可能的減少功率因數(shù)調整費用，加大無功補償技術裝置安全使用的特征，確保在這個過程中實現(xiàn)企業(yè)和用戶經(jīng)濟效益的最大化。

[1]王新學.電力網(wǎng)及電力系統(tǒng)[M].北京：水利電力出版社，2012：7-120.

[2]飛張，洪讓.電工基礎[M].北京：高等教育出版社，2010.

[3]陳濟，郭創(chuàng)新，等.基于公共信息模型的自適應統(tǒng)一編碼體系設計 [J].電網(wǎng)技術，2010，34（02）.