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    無功補(bǔ)償與電壓優(yōu)化成套裝置在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

    2015-01-21 01:14:58程梅芳
    關(guān)鍵詞:無功補(bǔ)償智能電網(wǎng)應(yīng)用

    程梅芳

    摘要:為實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)信息化、數(shù)字化和自動化的發(fā)展目標(biāo),通過先進(jìn)的信息技術(shù)在電力系統(tǒng)的監(jiān)控上達(dá)到精密化,本文從中國電子電力技術(shù)的研究方向,系統(tǒng)地對無功補(bǔ)償?shù)陌l(fā)展趨勢以及無功補(bǔ)償與電壓優(yōu)化成套裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、參數(shù)設(shè)置、運(yùn)行過程中存在的利與弊幾個方面進(jìn)行分析。

    關(guān)鍵詞:無功補(bǔ)償 ?電壓優(yōu)化 ?智能電網(wǎng) ?應(yīng)用

    國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展推進(jìn)著社會科技領(lǐng)域以及信息網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的大力建設(shè)開展,為適應(yīng)未來國家電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展的要求,電力系統(tǒng)大力推廣以現(xiàn)代信息、通信技術(shù)、控制技術(shù)的智能電網(wǎng),各級電網(wǎng)部門在實(shí)行對所有變電站信息的集中監(jiān)控,發(fā)現(xiàn)異常及時匯報相關(guān)單位并協(xié)助處理,在對電網(wǎng)無功電壓的調(diào)整時,依照相關(guān)部門下達(dá)的監(jiān)視參數(shù)對設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行限額監(jiān)視,確保電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。

    1 智能電網(wǎng)中無功補(bǔ)償?shù)陌l(fā)展趨勢

    二十世紀(jì)五六十年代,電力電容器和刀烙開關(guān)構(gòu)成了第一代的電容無功補(bǔ)償裝置,全部依賴手動來投切電容器,此裝置適用的場合是較為固定的無功功率處。因?yàn)闊o功電網(wǎng)經(jīng)常出現(xiàn)變化無端的負(fù)載情況,導(dǎo)致補(bǔ)償裝置大多位于一個欠補(bǔ)償或者過補(bǔ)償?shù)墓ぷ鳡顩r中。

    電子技術(shù)的飛速發(fā)展給變電站無功補(bǔ)償和電壓優(yōu)化裝置實(shí)現(xiàn)了一次質(zhì)的飛躍,當(dāng)?shù)谝淮娙轃o功補(bǔ)償裝置出現(xiàn)后,該裝置運(yùn)用于比較固定的場合,在提高效率、環(huán)保等方面容易出現(xiàn)問題而被替換。人們最初使用的是無源形式的無功補(bǔ)償裝置,它能將一定容量的電容器和電抗器相互連接,串聯(lián)到一起。如,為降低電壓,可將電容器的高峰負(fù)荷并聯(lián)在一起,而在輕載時,則將它的動態(tài)性能展現(xiàn)出來,避免造成電容器和電抗器因故障造成的影響。當(dāng)周圍環(huán)境發(fā)生干擾時,它不會改變網(wǎng)絡(luò)參數(shù)環(huán)境,而傳統(tǒng)的機(jī)械開關(guān)設(shè)置是無法做到這一點(diǎn)的。隨著新能源被引入智能電網(wǎng)系統(tǒng),使得電力供應(yīng)呈現(xiàn)多元化,智能電網(wǎng)的研究和計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)連接緊密,為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代信息的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的可控性和可觀性,有效的解決傳統(tǒng)電力系統(tǒng)效率低下、互動性差、不夠穩(wěn)定等問題迫在眉睫。

    2 無功補(bǔ)償與電壓優(yōu)化裝置存在的利與弊

    2.1 無功補(bǔ)償和電壓優(yōu)化裝置的優(yōu)點(diǎn)

    運(yùn)用調(diào)抗新技術(shù)、無載同步調(diào)容和電容器過零投切到電壓優(yōu)化成套裝置和無功補(bǔ)償中,有效的解決了裝置電容器系統(tǒng)不穩(wěn)定、優(yōu)化環(huán)境差、運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)等問題,提高了變壓器的負(fù)荷能力,節(jié)能降損,讓變壓器在最佳狀態(tài)下運(yùn)行,使其智能化水平得到一定提高,實(shí)現(xiàn)了降低損耗和節(jié)約能源的目的。

    2.2 無功補(bǔ)償和電壓優(yōu)化裝置的缺點(diǎn)和不足之處

    2.2.1 控制調(diào)整問題

    在人機(jī)界面,用戶開放的參數(shù)設(shè)置不全面,導(dǎo)致裝置不能正常運(yùn)行,裝置容易出現(xiàn)閉鎖情況,當(dāng)出現(xiàn)閉鎖時無法在人機(jī)界面完成體現(xiàn),裝置的運(yùn)行速度也會變慢,裝置動作記錄不全面,儲存數(shù)據(jù)較少,無法全面分析運(yùn)行狀態(tài)。

    2.2.2 電容運(yùn)行不穩(wěn)定的問題

    電容器在運(yùn)行中容易出現(xiàn)噴油、爆炸、跳閘、受溫度影響等情況,而對于電容器運(yùn)行的狀態(tài)和裝置本身有直接的影響造成電容運(yùn)行的不穩(wěn)定。

    3 無功補(bǔ)償與電壓優(yōu)化裝置的參數(shù)設(shè)定

    無功補(bǔ)償與電壓優(yōu)化成套裝置的智能控制單元包括:無載同步調(diào)容、調(diào)抗開關(guān)、主控單元,電容器微機(jī)保護(hù)單元、電容器組及一些附屬設(shè)備。

    3.1 智能式過零開關(guān)線路的設(shè)定

    智能式過零開關(guān)也叫做分合閘斷路器,是一種可操作的真空永磁機(jī)構(gòu)斷路器,該斷路器不僅具備運(yùn)行狀態(tài)自行檢查,還具備對無死區(qū)防誤操作閉鎖等功能,它改變了智能式過零開關(guān)功能單一的情況,是一種新式的自動化裝置。

    3.2 無載同步調(diào)抗開關(guān)的設(shè)定

    無載同步調(diào)抗開關(guān)是采用多個觸頭同步進(jìn)行、多端切換開關(guān),它是通過檢測電容器中放大無諧波來進(jìn)行自動工作。其有兩種工作方式和六個分接位置。工作方式為純調(diào)容工作方式和調(diào)抗、同步調(diào)容工作方式。處于純調(diào)容方式之時,其可以通過三種方式來補(bǔ)償容量,分別是3C/3、2C/3、C/3。為保證無功補(bǔ)償裝置安全可靠的運(yùn)行,將該裝置中內(nèi)部損耗控制到最低程度,我們在無載同步調(diào)抗開關(guān)上要設(shè)定合理。此六分接開關(guān)同時也是一個經(jīng)濟(jì)型開關(guān),其能夠確保安全運(yùn)行無功補(bǔ)償裝置,實(shí)現(xiàn)最小化的內(nèi)部損耗控制。

    3.3 主控單元的設(shè)定

    主控單元作為整個控制系統(tǒng)的核心,它具有電壓無功控制的功能,還具備將測量、通訊、保護(hù)閉鎖等功能。主控單元能利用無功限值和電壓限值自動生成調(diào)控的策略,實(shí)現(xiàn)電容器的正確分組來進(jìn)行階梯式的分級。

    4 無功補(bǔ)償與電壓優(yōu)化裝置在智能電網(wǎng)中的作用

    4.1 強(qiáng)化和保障電網(wǎng)系統(tǒng)的安全

    智能電網(wǎng)可以有效的適應(yīng)因互動系統(tǒng)、用戶需求、環(huán)境變更等因素的影響,從而在電力電子技術(shù)中運(yùn)行穩(wěn)定。無功補(bǔ)償與電壓優(yōu)化成套裝置是電子技術(shù)迅速發(fā)展的有力手段,能及時的改善電網(wǎng)輸配能力、電能質(zhì)量以及降低和縮短故障的發(fā)生,在形式上可以自主創(chuàng)新,進(jìn)一步滿足當(dāng)前智能電網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展需求。對于我國電網(wǎng)在架構(gòu)上的薄弱以及配電、輸電等領(lǐng)域還需調(diào)節(jié)和提升,必須大力研發(fā)輸電裝置、建立完善的電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)勢在必行。隨著我國電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行控制的難度變大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,應(yīng)極力減少自然災(zāi)害對電網(wǎng)系統(tǒng)安全造成的損害,此外,著力研發(fā)電力電子裝置是目前對電力系統(tǒng)的一種調(diào)控手段,在電網(wǎng)構(gòu)造的各個環(huán)節(jié)中抑制故障的發(fā)生是重中之重。站在實(shí)際問題的角度去考慮,更穩(wěn)定更好的去支撐我國電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

    4.2 使得再生能源被充分有效的利用

    為了讓電網(wǎng)系統(tǒng)的系統(tǒng)運(yùn)行更加安全和穩(wěn)定,通過對智能電網(wǎng)的建設(shè)來實(shí)現(xiàn)再生能源的有效利用、調(diào)度和控制,是促進(jìn)再生能源發(fā)展的前提。國家通過用現(xiàn)代的電子信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù),保證了再生能源大規(guī)模、分布式的接出,使再生能源能夠穩(wěn)定的適應(yīng)電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行,給全球氣候變化給電力系統(tǒng)的兼容性打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

    4.3 有效改善電力市場電能質(zhì)量

    在我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)不斷創(chuàng)新的今天,日益提高的社會工業(yè)水平,使得電力市場的電能質(zhì)量受到越來越多人的重視。無功補(bǔ)償與電壓優(yōu)化裝置的運(yùn)用也對國家電網(wǎng)電能的質(zhì)量給予了一定的支持,許多用戶開始參與到電力市場的環(huán)境中來,用戶與供電方之間的關(guān)系也越走越近。國家在提升電網(wǎng)配電效率的同時,也通過電子技術(shù)來調(diào)控電能質(zhì)量,讓用戶真正實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效的電力供應(yīng)是當(dāng)前智能電網(wǎng)發(fā)展的一個重要方向。

    4.4 保障電網(wǎng)系統(tǒng)電力設(shè)施的質(zhì)量可靠性

    利用無功補(bǔ)償與電壓優(yōu)化裝置使得電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)的應(yīng)用中有了進(jìn)一步的發(fā)展,但現(xiàn)階段大規(guī)模的電力電子設(shè)施的可靠性、經(jīng)濟(jì)性還有待完善。通過大規(guī)模的電力電子裝置設(shè)施來適應(yīng)和提高電力設(shè)備的經(jīng)濟(jì)效益這一問題還有待解決,對于當(dāng)前的電力電網(wǎng)系統(tǒng)采用的電子換流技術(shù),容易發(fā)生不穩(wěn)定和同步諧振問題,國家已經(jīng)對這項(xiàng)問題進(jìn)行了相關(guān)研究。另外,電力電子技術(shù)的發(fā)展在仿真技術(shù)不足的情況下受到了一定的限制,無法保障電子裝置設(shè)施的可靠性。但無功補(bǔ)償與電壓優(yōu)化裝置給電力電子技術(shù)帶來了一定的可靠性,使其電力設(shè)施在質(zhì)量上得到了保障。

    5 結(jié)語

    本文從無功補(bǔ)償?shù)陌l(fā)展形勢展開介紹,系統(tǒng)的講解了無功補(bǔ)償與電壓優(yōu)化裝置在智能電網(wǎng)中的利與弊以及其作用,僅供參考和建議。它不僅保障了電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定,還促進(jìn)了再生能源的有效發(fā)展,結(jié)合電子電力技術(shù)對智能電網(wǎng)的研究方向進(jìn)行展開,為建設(shè)我國智能電網(wǎng)長遠(yuǎn)發(fā)展提供了思考方向。

    參考文獻(xiàn):

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    [5]黃安平.智能電網(wǎng)下電壓無功優(yōu)化協(xié)調(diào)控制研究[D].華南理工大學(xué),2011.

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