關(guān)于城市配電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)的探討

胡宗金（山東威海明安電力安裝工程有限公司，山東威海 264200）

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關(guān)于城市配電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)的探討

胡宗金
（山東威海明安電力安裝工程有限公司，山東威海 264200）

【摘要】在城市配電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大的背景下，以電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用能夠?yàn)樘岣吖╇姷姆€(wěn)定性、降低供電損耗并提升電能質(zhì)量奠定基礎(chǔ)，進(jìn)而為提升供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的高效、經(jīng)濟(jì)且安全運(yùn)行，滿足城市實(shí)際用電之需奠定基礎(chǔ)。本文針對城市配電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行了研究與探討，對無功補(bǔ)償策略與方式進(jìn)行了具體分析，以供參考。

【關(guān)鍵詞】城市配電網(wǎng) 無功補(bǔ)償技術(shù) 方法 策略 研究

在社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的背景下，為了滿足城市日益增長的用電需求，我國城市配電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，而為了確保供電的安全性與可靠性，進(jìn)而避免供電事故的發(fā)生，并提高供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，則就需要經(jīng)濟(jì)的將電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行完善應(yīng)用。借助這一技術(shù)，能夠?yàn)閷?shí)現(xiàn)對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化并提高供電的穩(wěn)定性與電能質(zhì)量，滿足城市生產(chǎn)與居民生活的用電需求。

1 電網(wǎng)無功補(bǔ)償原理與技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

這一技術(shù)的基本原理則是借助具有容性與感性功率負(fù)荷裝置并聯(lián)于同一電路之中，進(jìn)而促使能量在這兩種負(fù)荷間實(shí)現(xiàn)交換，借助容性負(fù)荷所輸出的無功功率來補(bǔ)償感性負(fù)荷所需要的無功功率。在缺少電容器來實(shí)現(xiàn)無功功率補(bǔ)償?shù)那闆r下，供電線路中的無功功率會(huì)因此而被消耗，相應(yīng)的線路變壓器容量加大，而當(dāng)用戶側(cè)無功補(bǔ)償能量缺乏時(shí)，線路的整體能耗量加大，相應(yīng)設(shè)備的使用效率隨之降低，進(jìn)而降低了線路供電的穩(wěn)定性，并使得相應(yīng)供電效益隨之大打折扣。而以無功功率來實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償后，則能夠避免無功倒送情況的發(fā)生，這樣不僅能夠提升電能的質(zhì)量，同時(shí)還能夠降低供電損耗，為提升供電企業(yè)的綜合效益奠定基礎(chǔ)。

2 五種電網(wǎng)無功補(bǔ)償策略的優(yōu)劣勢分析

2.1 同步調(diào)相法

這一無功補(bǔ)償技術(shù)誕生較早，能夠同時(shí)滿足靜態(tài)與動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償之需，實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償?shù)脑硎墙柚鄳?yīng)監(jiān)控系統(tǒng)，通過對電壓的監(jiān)測，利用勵(lì)磁控制來實(shí)現(xiàn)無功的發(fā)出，同時(shí)以電壓調(diào)節(jié)器與相應(yīng)監(jiān)控反饋裝置，實(shí)現(xiàn)對無功功率的優(yōu)化，進(jìn)而確保供電線路兩端電壓能夠處于穩(wěn)定狀態(tài)，以確保供電的穩(wěn)定性。而這一無功補(bǔ)償技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用的過程中，逐漸呈現(xiàn)出了一系列不足之處，主要表現(xiàn)在實(shí)際運(yùn)行的過程中，其自身的損耗大，同時(shí)所產(chǎn)生的噪音也相對較大，并且相應(yīng)維護(hù)工作較為復(fù)雜；此外，在進(jìn)行動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償時(shí)，其反應(yīng)的速度偏慢，因此，在當(dāng)前的配電網(wǎng)系統(tǒng)中其現(xiàn)有的功能難以滿足實(shí)際使用之需。

2.2 電容器

電容器主要提供的是靜態(tài)無功補(bǔ)償，在實(shí)際應(yīng)用的過程中，一般是在母線上以并聯(lián)或是串聯(lián)的方式來安置電容器，并輔以電抗器，這樣在變電站就能夠?qū)崿F(xiàn)集中補(bǔ)償。通過實(shí)踐應(yīng)用表明，使用電容器來實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償?shù)闹饕獌?yōu)勢是能夠提供的無功容量較大，且在實(shí)際落實(shí)運(yùn)維管理工作時(shí)相對較為簡單，并且可以滿足大功率且遠(yuǎn)距離輸電形式下對無功補(bǔ)償所提出的要求。而所存在的不足之處在于：無法滿足實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)男枨?，在?shí)際應(yīng)用的過程中需要人工來實(shí)現(xiàn)對電容量補(bǔ)償?shù)目刂?，同時(shí)面對當(dāng)前相對較為復(fù)雜的城市配電網(wǎng)絡(luò)，相應(yīng)負(fù)荷波動(dòng)較大，因此，以此種方式來進(jìn)行無功補(bǔ)償則難以滿足實(shí)際需求。

2.3 SVC、STATCOM以及VQC

首先，SVC。這一靜止無功補(bǔ)償器主要是借助TCR與TSC或是二者混合的形式來實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償?shù)墓δ埽谶\(yùn)行的過程中，主要是借助晶閘管的使用來實(shí)現(xiàn)對投切的控制，通過相應(yīng)監(jiān)測反饋信息來實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償以確保電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性，提升電能質(zhì)量。采用這一無功補(bǔ)償裝置，主要呈現(xiàn)出的優(yōu)點(diǎn)在于借助晶閘管的使用，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)與動(dòng)態(tài)的無功補(bǔ)償，反應(yīng)速度相對極快，能夠滿足電網(wǎng)負(fù)荷變動(dòng)較大情況下的使用需求。但是也存在一定的不足之處，主要是不可控的關(guān)斷使得在實(shí)際進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)諧波較大，進(jìn)而相應(yīng)電能質(zhì)量隨之下降。其次，在STATCOM的使用上。這一無功補(bǔ)償裝置的性能較高，在實(shí)際應(yīng)用的過程中能夠有效的保證電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性與安全性，且在靜動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用中都表現(xiàn)出了這一優(yōu)勢，但是基于成本過高而難以實(shí)現(xiàn)推廣性應(yīng)用。最后，VCQ這一無功補(bǔ)償策略的應(yīng)用兼顧了所有策略的優(yōu)勢性能。

3 城市配電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用方式

3.1 集中補(bǔ)償與隨器補(bǔ)償

在集中補(bǔ)償上，主要是基于變電站下來實(shí)現(xiàn)的，能夠以分級平衡的方式來實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)無功功率的補(bǔ)償，采用的主要裝置為電容器等，通過對優(yōu)化供電線路母線電壓來確保補(bǔ)償無功損耗，確保供電線路的安全可靠運(yùn)行。采用這一方法雖然降損效果不佳，但是運(yùn)維管理工作開展便利。在隨器補(bǔ)償方法下，通過對無功損耗的補(bǔ)償能夠減低損耗的基礎(chǔ)上，優(yōu)化電能質(zhì)量，在使用的過程中表現(xiàn)出了很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，但是，因安裝格局分散而導(dǎo)致投資較大且運(yùn)維工作開展不方便。

3.2 線路桿上補(bǔ)償與隨機(jī)補(bǔ)償

在配電線路上實(shí)現(xiàn)桿上補(bǔ)償這一無功補(bǔ)償方法，能夠以分段安裝電容器的方式來實(shí)現(xiàn)，因采用的是單點(diǎn)式補(bǔ)償，所以在實(shí)際進(jìn)行控制時(shí)相對簡單方便，能夠滿足線路與公用變壓器對無功補(bǔ)償所提出的需求。在實(shí)踐應(yīng)用過程中表現(xiàn)出操作方便且投入小的優(yōu)勢特點(diǎn)，在功率因數(shù)低且電壓負(fù)荷較大的長距離運(yùn)輸線路中更為適用。不足之處在于因離變電站較遠(yuǎn)，保護(hù)控制方面難度與投入較大，且對于重載情況該補(bǔ)償方式也難以滿足實(shí)際需求。采用隨機(jī)補(bǔ)償方式是借助電容器與電動(dòng)機(jī)并聯(lián)的形式來實(shí)現(xiàn)的，通過對電動(dòng)機(jī)無功消耗下勵(lì)磁的補(bǔ)償，能夠優(yōu)化無功負(fù)荷，降低有功損耗。在使用上簡單方便且易于維護(hù)，相應(yīng)性能良好且效益較高。

3.3 跟蹤補(bǔ)償與線路補(bǔ)償

前一種補(bǔ)償方式下，能夠基于用戶端實(shí)際無功負(fù)荷變化的情況來實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償，但是相應(yīng)的控制保護(hù)裝置相對較為復(fù)雜，且在建設(shè)前期投入成本高。采用線路補(bǔ)償?shù)姆绞娇山档途€路損耗的同時(shí)，有效提升末端電壓，適用于35kV與10kV長距離線路。

4 結(jié)語

綜上所述，基于城市配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)發(fā)展的現(xiàn)狀，為了滿足城市用電需求，就需要以無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用來提升電能質(zhì)量、確保供電的安全可靠性，并在降低損耗的基礎(chǔ)上來提高供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。在實(shí)際應(yīng)用這一技術(shù)的過程中，要結(jié)合實(shí)際情況來科學(xué)選擇無功補(bǔ)償?shù)牟呗耘c方法，以確保在應(yīng)用這一技術(shù)的過程中實(shí)現(xiàn)綜合效益的最大化。

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