社會(huì)生產(chǎn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，導(dǎo)致我國(guó)電力使用的需求量和電力設(shè)備在持續(xù)增加，所以電網(wǎng)無(wú)功需求也隨之增長(zhǎng)，電力系統(tǒng)中裝備無(wú)功補(bǔ)償裝置成為滿足逐漸增長(zhǎng)的電力需求的必要手段，并且電力電子技術(shù)發(fā)展、智能化控制系統(tǒng)的完善也給無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的使用增加了必要保障。本文通過(guò)詳細(xì)闡述智能無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，用于說(shuō)明此項(xiàng)技術(shù)的必要性和先進(jìn)性。

     1 電力自動(dòng)化和智能化概述

     伴隨城鄉(xiāng)電網(wǎng)逐步改造計(jì)劃的進(jìn)行，近些年來(lái)自動(dòng)化智能無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)廣泛應(yīng)用于各個(gè)地區(qū)的低壓配電網(wǎng)絡(luò)的公用配變，它以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展為基礎(chǔ)，將發(fā)電廠、變電站、輸配電網(wǎng)絡(luò)、用戶四者相結(jié)合，通過(guò)統(tǒng)一的系統(tǒng)技術(shù)將其有效融合于一體，使之從電力生產(chǎn)到電力供應(yīng)全線工程的自動(dòng)化檢測(cè)與控制，使整個(gè)供電過(guò)程達(dá)到高效節(jié)能。具體來(lái)講，則是電力系統(tǒng)從發(fā)電到供電一直到變電使用的過(guò)程中，把一些設(shè)備有效結(jié)合，通過(guò)計(jì)算機(jī)與可控電子元件，完成線路的切斷與接通、電壓的調(diào)整或改變從而控制電力流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化供電。

     自動(dòng)化電力系統(tǒng)主要有子系統(tǒng)：電網(wǎng)調(diào)度與發(fā)電廠的自動(dòng)化、電力系統(tǒng)信息傳送、電力系統(tǒng)自動(dòng)化故障處理、供電系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化管理等。建立整個(gè)體系的目的意在實(shí)現(xiàn)從電力生產(chǎn)到傳輸直到使用整個(gè)過(guò)程都采取自動(dòng)化無(wú)障礙控制，使電力供應(yīng)達(dá)到高效、低耗、安全。

     理應(yīng)注意的是，電力自動(dòng)化與智能監(jiān)控管理密不可分，因?yàn)閷?shí)現(xiàn)自動(dòng)化就是完成電力系統(tǒng)智能化管理，利用網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)每一環(huán)節(jié)動(dòng)作運(yùn)行的自動(dòng)化，并能夠根據(jù)實(shí)際供電實(shí)現(xiàn)智能化調(diào)整與切換，達(dá)到電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過(guò)程中“無(wú)人值守”的標(biāo)準(zhǔn)，如此既能夠保證人員人身安全，亦能避免人為誤動(dòng)造成損失。可以預(yù)見(jiàn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化智能網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是電力網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的最終目標(biāo)。

     2 傳統(tǒng)低壓無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)

     自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用有效減少了變電站工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，增加了電力運(yùn)行的安全性，電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中亦變得不可或缺。傳統(tǒng)低壓無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)有以下幾個(gè)主要部分：

     1)收集單一信號(hào)，使用三相電容器，實(shí)現(xiàn)三相共補(bǔ)。此類(lèi)補(bǔ)償方式主要應(yīng)用在三相負(fù)載(電動(dòng)機(jī))的場(chǎng)合，但是如果目前所負(fù)載的主要是居民用戶，那么三相負(fù)荷極有可能無(wú)法達(dá)到平衡，各相無(wú)功需量亦不同，運(yùn)用此種補(bǔ)償方式在很大程度上會(huì)發(fā)生過(guò)補(bǔ)或欠補(bǔ)，因?yàn)樽詣?dòng)化技術(shù)無(wú)法到位，導(dǎo)致電網(wǎng)補(bǔ)償矯枉過(guò)正，無(wú)法對(duì)電網(wǎng)線損實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償?shù)挠行?。此種方法并沒(méi)有詳細(xì)考慮電壓系統(tǒng)中的各種平衡關(guān)系以及區(qū)域內(nèi)無(wú)功優(yōu)化。

     2)投切開(kāi)關(guān)大多使用交流接觸器。交流接觸器是最早適應(yīng)的一種低壓電容器投切開(kāi)關(guān)，才投切方法比較傳統(tǒng)，因?yàn)槿嘟涣麟姵尸F(xiàn)120°相位，在進(jìn)行投切控制的時(shí)候，理論操作上并沒(méi)有一個(gè)最佳相位點(diǎn)，導(dǎo)致其在使用過(guò)程中，切換的時(shí)候需要一個(gè)過(guò)渡過(guò)程，其響應(yīng)的速度很慢，若電路發(fā)生故障無(wú)法及時(shí)得到控制，投切時(shí)易對(duì)電網(wǎng)生成沖擊涌流，導(dǎo)致其壽命較短，甚至爆炸，諧波有很大的污染，使用過(guò)程中維護(hù)所花費(fèi)成本較高，而且不能夠操作頻繁，影響到電路線路補(bǔ)償。

     3)無(wú)功控制策略?？刂莆锢砹康囊蛩赜须妷?、電流、功率因數(shù)，投切方式分為循環(huán)與編碼投切。此種策略并沒(méi)有涉及到電壓平衡和區(qū)域無(wú)功的進(jìn)一步優(yōu)化，此類(lèi)控制方式相對(duì)工程較大，所需控制的物理量很多，從而使得整個(gè)電力系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)某杀驹黾樱矊?dǎo)致工作繁復(fù)，增加了技術(shù)實(shí)施中錯(cuò)誤的發(fā)生率。

     4)一般沒(méi)有配電監(jiān)測(cè)的能力。因?yàn)殡娐分泻苋菀装l(fā)生故障，但是卻無(wú)法進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)，并進(jìn)行合適的控制和修復(fù)，所以這類(lèi)補(bǔ)償技術(shù)欠缺和自動(dòng)化相匹配的設(shè)施，無(wú)法很好自動(dòng)化控制電路。

     3 電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)要點(diǎn)

     3.1 確定補(bǔ)償容量

     補(bǔ)償容量作為確定補(bǔ)償?shù)年P(guān)鍵性指標(biāo)參數(shù)，亦是完成智能補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)性數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)

     的確定過(guò)程較為復(fù)雜，根據(jù)各自的供電及其使用用戶來(lái)確定計(jì)算的，只有確定了補(bǔ)償容量方可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常。首先確定合適的補(bǔ)償點(diǎn)，使用最優(yōu)化結(jié)果選擇合適的計(jì)算方法確定最需補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)的最佳補(bǔ)償，選取最合適的補(bǔ)償容量，在電力系統(tǒng)中有著較為實(shí)際的可行性和實(shí)用性。

     3.2 常規(guī)補(bǔ)償方式的選擇

     補(bǔ)償方式一般分為三項(xiàng)共補(bǔ)、分相補(bǔ)償、綜合補(bǔ)償(共補(bǔ)與分補(bǔ)共用)。一般供電系統(tǒng)，需要的補(bǔ)償容量>60 kvar使用綜合補(bǔ)償。選擇合適的無(wú)功補(bǔ)償方式，能夠保障電壓水平保持合格及穩(wěn)定性，提高電網(wǎng)有效運(yùn)行，降低整個(gè)電網(wǎng)的網(wǎng)損失程度。

     3.3 系統(tǒng)補(bǔ)償級(jí)數(shù)的選擇

     級(jí)數(shù)越多，補(bǔ)償精度越高，但相對(duì)增加了裝置成本和設(shè)備體積，所以級(jí)數(shù)選擇時(shí)需綜合考慮。根據(jù)整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，使用合理的方法選擇對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償級(jí)數(shù)，使其達(dá)到最合理的狀態(tài)，經(jīng)濟(jì)成本以及運(yùn)行都要進(jìn)行有效的考慮。

     3.4 系統(tǒng)投切方式

     使用此種方法的時(shí)候，需要盡可能減小裝置體積，將結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，增加可靠性，即將電容器安裝一定容量比分組，根據(jù)自動(dòng)化軟件選擇組合投切。

     在選擇投切方式的時(shí)候，與補(bǔ)償級(jí)數(shù)的確定進(jìn)行有效的結(jié)合，是整個(gè)系統(tǒng)保持平衡，達(dá)到最優(yōu)化。

     4 智能無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)分析

     用電量與電力設(shè)備持續(xù)增加，電網(wǎng)無(wú)功需求量亦隨之增長(zhǎng)，安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置是電力系統(tǒng)滿足電力需求增加的主要手段，電力電子和智能化系統(tǒng)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展為使用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)提供了有效保障。

     4.1 選擇補(bǔ)償方式

     第一種：固定補(bǔ)償和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償有效結(jié)合。伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展，負(fù)載類(lèi)型相對(duì)復(fù)雜，電網(wǎng)的無(wú)功需求越來(lái)越高，所以單純固定補(bǔ)償無(wú)法滿足要求，而新動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)可以更好地適應(yīng)負(fù)載變化。第二種：三相共補(bǔ)和分相補(bǔ)償有效結(jié)合。新設(shè)備特別是大量電力電子、照明家居設(shè)備等，需要兩相供電，所以電網(wǎng)出現(xiàn)的三相不平衡狀況逐漸增加，三相共補(bǔ)同投同切方法已不能解除三相不平衡問(wèn)題，如全部使用單相補(bǔ)償導(dǎo)致投資較大。使用按照負(fù)載情況考慮其經(jīng)濟(jì)性共分結(jié)合方式才能充分應(yīng)用于新經(jīng)濟(jì)條件下。第三種：穩(wěn)態(tài)補(bǔ)償和快速跟蹤補(bǔ)償相結(jié)合。此類(lèi)補(bǔ)償方法是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。主要針對(duì)大型鋼鐵冶金企業(yè)，其有較為復(fù)雜的工藝、電量需求大、負(fù)載變化較快且波動(dòng)大，若無(wú)功補(bǔ)償充分有效，能夠提高功率因數(shù)、降低損耗節(jié)能，充分挖掘設(shè)備工作容量，發(fā)揮設(shè)備能力，增加工作效率及產(chǎn)量和質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益。

     4.2 選擇投切開(kāi)關(guān)

     當(dāng)前使用投切開(kāi)關(guān)有以下幾類(lèi)：過(guò)零觸發(fā)固態(tài)繼電器。特點(diǎn)為動(dòng)態(tài)響應(yīng)很快，投切時(shí)不會(huì)對(duì)電網(wǎng)形成沖擊、沒(méi)有涌流，壽命長(zhǎng)，有一定功耗和諧波污染，目前較為普遍使用。機(jī)電一體化智能復(fù)合開(kāi)關(guān)。該開(kāi)關(guān)是交流接觸器及固態(tài)繼電器并聯(lián)運(yùn)行，結(jié)合兩種開(kāi)關(guān)優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)快速投切，降低功耗。主要由于成本和可靠性原因較少應(yīng)用。機(jī)電一體化智能型真空開(kāi)關(guān)。此開(kāi)關(guān)使用低壓真空滅弧室和永磁操作機(jī)構(gòu)，使電容實(shí)現(xiàn)過(guò)零投切，而且適應(yīng)電容器串聯(lián)電抗器回路的投切，壽命較長(zhǎng)，有較高可靠性，目前正在進(jìn)行商品化。使用智能型無(wú)功控制策略。根據(jù)三相電壓、電流信號(hào)，跟蹤系統(tǒng)中無(wú)功變化，無(wú)功功率作為控制物理量，用戶所設(shè)功率因數(shù)作為投切參考限量，根據(jù)模糊控制理論智能選擇電容器組合，智能投切針對(duì)星-角結(jié)合情況。電容投切控制使用智能控制理論，自動(dòng)及時(shí)地投切電容補(bǔ)償，補(bǔ)償無(wú)功功率容量。依據(jù)配電系統(tǒng)三相中每一相無(wú)功功率的大小智能選取電容器組合，根據(jù)“取平補(bǔ)齊”方式投入電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)電容器投切的智能控制，提高補(bǔ)償精度。主要措施有：電壓限制條件較為科學(xué)。智能系統(tǒng)曾設(shè)定欠電壓保護(hù)值，能夠設(shè)置禁投、禁切電壓值，可以缺相保護(hù)功能，用功功率進(jìn)行投切限值設(shè)定。設(shè)置投切延時(shí)時(shí)間具有調(diào)性。同組電容投切動(dòng)作所需時(shí)間間隔能夠設(shè)置，快速跟蹤補(bǔ)償設(shè)置能夠?yàn)榱恪?

     4.3 計(jì)算功率因數(shù)

     選定具有代表性的時(shí)間段，依據(jù)變電站所計(jì)算的出線單位時(shí)間的線路有功電量與線路無(wú)功電量，計(jì)算分析線路功率因數(shù)。

     5 總結(jié)

     伴隨科技進(jìn)步發(fā)展，高科技企業(yè)逐步增加，信息技術(shù)與電力部門(mén)相融合已成為趨勢(shì)，電力系統(tǒng)自動(dòng)化的進(jìn)步發(fā)展，使電力部門(mén)為能夠公眾提供更好的服務(wù)，使之更便捷、高效。在滿足用戶需求同時(shí)，電力企業(yè)還應(yīng)該加強(qiáng)用戶電網(wǎng)的治理和監(jiān)控，結(jié)合各種新技術(shù)與設(shè)備，使之能夠更快速的發(fā)展，無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)也會(huì)因此而更經(jīng)濟(jì)有效。而電力從產(chǎn)出到運(yùn)輸然后直到使用都需要精密的計(jì)算和安全指導(dǎo)，才可以更好的應(yīng)用于各種經(jīng)濟(jì)生活當(dāng)中。

文章來(lái)源：北極星電力網(wǎng)