配電網(wǎng)規(guī)劃中的無功功率補償方法探討

國網(wǎng)棗莊供電公司 崔大明 侯慶雷 李 超

前言

在電力工程項目當(dāng)中，在電網(wǎng)環(huán)境內(nèi)部使用用電設(shè)備的過程中，所消耗的除了有功功率之外，還包括無功功率。為此，在電力網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，為了能夠更為科學(xué)、合理的限制用電設(shè)備功率，就應(yīng)當(dāng)對無功功率進(jìn)行補償，從而滿足電力系統(tǒng)環(huán)境中對無功功率的要求。在配電網(wǎng)規(guī)劃當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)選擇一種效果良好，同時成本較低的方法來補償無功功率。

1 無功功率補償方法概述

1.1 無功功率的性質(zhì)

無功功率是指在一定時間內(nèi)，電氣設(shè)備中產(chǎn)生的能量，并且在沒有電磁能量的情況下，為電源裝置補充感應(yīng)電流。在理想狀態(tài)下，無功功率并不會消失，它只會在電氣設(shè)備、電源之間進(jìn)行電磁轉(zhuǎn)換。從性質(zhì)方面來說，無功功率主要可以分為容性和感性兩種。具體來說，電容器設(shè)備的消耗，就是容性無功功率，而電動機設(shè)備的消耗就是感性無功功率。在電力工程項目當(dāng)中，容性和感性無功功率的區(qū)分，具有十分重要的意義[1]。這是由于在電網(wǎng)當(dāng)中，存在著很多電感元件，這些電感元件會消耗較大的無功功率。所以，在配電網(wǎng)規(guī)劃的過程中，應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的措施對無功功率進(jìn)行補償，從而確保電網(wǎng)工程建設(shè)和運行的穩(wěn)定性與安全性。

1.2 無功功率補償方法

在我國電力系統(tǒng)中，采用了很多方法來對無功功率進(jìn)行補償。具體來說，主要可分為三種類型。其一是單臺電動機設(shè)備補償方法，將一臺特殊的無功功率補償裝置添加在配電網(wǎng)核心設(shè)備中，這樣能夠在改造處理配電網(wǎng)系統(tǒng)的過程中，降低成本，并且能夠顯著的提高系統(tǒng)功率因數(shù)。在這種模式下，無功功率的補償方法叫做單項補償方法。其二是分組式補償方法，將補償電容器并聯(lián)在配電變壓器的低壓側(cè)，形成一種理想化的排列方式，分組進(jìn)行無功功率的補償，實際應(yīng)用效果較為良好。其一是集中式補償方法，在電力系統(tǒng)環(huán)境內(nèi)部，將電容器組并聯(lián)在高低壓配電線路設(shè)備中，能夠使系統(tǒng)供送電工作運作效率得到明顯的提高。而在配電網(wǎng)規(guī)劃中，可以應(yīng)用第一種方法進(jìn)行無功功率的補償，不但能夠取得良好的補償效果，同時也有助于成本的控制。

2 無功功率補償在配電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用

對于配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)、安全的運行來說，無功功率補償有著不容忽視的重要意義。一般來說，配電網(wǎng)具有的規(guī)模越大，就會存在越大的載荷壓力。因此，在配電網(wǎng)規(guī)劃的過程中，應(yīng)當(dāng)選擇相應(yīng)的無功功率補償方法，來補償電網(wǎng)的無功功率，從而實現(xiàn)配電網(wǎng)的良好運行。

2.1 無功功率因數(shù)的提升

通過實際應(yīng)用和測試能夠得知，在電力系統(tǒng)當(dāng)中，如果想將用電設(shè)備的無功荷載降低，就需要合理的置換一些具有較大無功負(fù)載量的電力設(shè)備。這樣，及時保持系統(tǒng)當(dāng)中原有的補償裝置數(shù)量，也能夠使電力系統(tǒng)的自然因數(shù)得到提高。在此基礎(chǔ)上，在配電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中，就能夠?qū)㈦娏斔偷膿p耗降低和弱化。根據(jù)相關(guān)的經(jīng)驗?zāi)軌蚩闯?，對于各項無功指標(biāo)來說，電動機參數(shù)具有十分重要的作用和意義[2]。對于電動機消耗無功功率的實際達(dá)成情況來說，電動機參數(shù)對其能夠產(chǎn)生直接的影響。在配電網(wǎng)規(guī)劃當(dāng)中，通過無功功率補償所使用的設(shè)備，能夠得知，在不同的使用環(huán)境當(dāng)中，適用于不同的設(shè)備，因此，在實際進(jìn)行補償?shù)倪^程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)的不同，來選擇不同的補償方法和設(shè)備。例如，在配電網(wǎng)規(guī)劃中，對高壓裝置進(jìn)行無功功率補償，可以在主變壓器側(cè)安裝高壓裝置，以此來降低主變壓器的無功損耗，并且在很大程度上，也能夠?qū)⒐β室驍?shù)進(jìn)行優(yōu)化和提升。

2.2 低壓無功功率補償

在我國當(dāng)前的電力系統(tǒng)工程當(dāng)中，基于配電網(wǎng)規(guī)劃過程中合理范圍內(nèi)的變低壓補償，是一種應(yīng)用較為廣泛的無功功率補償方法。在配電網(wǎng)低壓無功功率補償?shù)倪^程當(dāng)中，較為常用的低壓無功補償技術(shù)方法主要包括跟蹤補償、隨器補償、隨即補償?shù)取Ｔ趯嶋H應(yīng)用中，這些無功補償方法都具有各自不同的作用效果和特征。其中，跟蹤補償具有最為靈活的應(yīng)用，其基本原理是通過組合處理傳統(tǒng)型變壓器和小容量配電變壓器，在配電網(wǎng)規(guī)劃中實現(xiàn)補償無功功率的效果。隨器補償需要對高壓熔絲等設(shè)備和物品進(jìn)行應(yīng)用，在需要進(jìn)行無功補償?shù)淖儔浩髟O(shè)備中，將其進(jìn)行并聯(lián)接入[3]。這種方法通常在農(nóng)網(wǎng)電力系統(tǒng)環(huán)境中的系統(tǒng)改造當(dāng)中較為常用。隨機補償主要是對無功消耗技術(shù)進(jìn)行綜合利用，在電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，能夠?qū)Ξ惒诫妱訖C設(shè)備的無功功率要求進(jìn)行即時監(jiān)控，從而提高無功功率補償?shù)木_度，對于系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備的運行效能來說，具有極大的提升和優(yōu)化作用。在實際應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同的電力系統(tǒng)情況，以及配電網(wǎng)規(guī)劃情況，選擇最為適當(dāng)?shù)臒o功功率補償方法進(jìn)行補償。

3 結(jié)論

在當(dāng)前社會中，電力能源是最為重要的能源之一，因此配電網(wǎng)的運行狀態(tài)有著至關(guān)重要的意義。在配電網(wǎng)規(guī)劃當(dāng)中，基于無功功率的損失情況，應(yīng)當(dāng)采取適當(dāng)?shù)臒o功功率補償方法進(jìn)行補償，從而確保配電網(wǎng)的安全運行。在實際應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際情況進(jìn)行不同的選擇和應(yīng)用，從而得到更好的效果。

[1]王超,張永東,滕杰,楊鴻斌,李峰,龔文杰.地區(qū)高壓配電網(wǎng)無功規(guī)劃分析和應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2009(22):68-70+76.

[2]張程,王主丁,張宗益,霍佳麗,翟亮.一種規(guī)劃態(tài)配網(wǎng)無功補償估算方法[J].電力建設(shè),2010(11):24-27.

[3]周強強,陳杰明,楊波,王晨.配電網(wǎng)中磁控電抗器的無功補償控制方法探討[J].機電信息,2013(33):82-83.