試論智能電網下的電力無功補償技術

摘 要：隨著我國經濟和社會的發展以及社會對用電需求和電力設備的增加，智能電網正日益成為電力網絡的發展趨勢。同時，由于大量非線性設備接入，造成了大量無功功率的產生，這給電網帶來了很大的負擔。因此，研究智能電網下的電力無功補償技術具有重要的意義，既能夠起到節能降損和提高有功功率的作用，又能為電力用戶提供更優質的服務。

關鍵詞：無功補償；智能電網；基本原理；補償方法；補償原則

中圖分類號：TM714.3 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）02-0017-02

隨著我國經濟和社會的發展，社會對電能的需求也越來越大，高電壓遠距離傳輸方式已經慢慢成為我國電力系統的發展趨勢。在這種環境下，智能電網也逐漸成為電力企業電網的首選形式。智能電網有很多優勢，它不僅能夠改善電能質量、降低損耗、提高能源的利用率，而且能夠為社會提供更大容量的電能，滿足社會快速發展的需要。智能電網之所以能夠提供更大的有功功率，主要依賴于它能提供合適的無功補償。隨著我國制造業的全面發展，電網中的非線性電力設備越來越多，相應地，由此帶來的無功功率明顯增加，造成電網負擔很大，而且電力質量不斷下降。

1 智能電網中無功補償技術的基本原理

無功補償技術對于電網中出現的無功功率增加具有非常重要的作用，它不僅可以提高供電質量，而且還能夠在輸變電、供電環節發揮自身的職能作用。無功補償技術的原理是，將感性負荷和容性負載設備在相同的電路上并聯，實現對無功的補償，最終實現容性負載的無功功率與感性負載的無功功率相互抵消，實現功率因數達到95%合理水平。

2 智能電網中采用的無功補償方法和原則

對于設備而言，它們在吸收電網有功功率的同時，也會從電網中吸收無功功率。智能電力設備系統的網路元件產生的阻抗以感性為主，當有有功功率輸入時才會工作。同時，負載原件中要想產生磁場，也需要吸收無功功率才可以。為了給電網提供合適的無功能量，在智能電網系統中，根據電容的安裝位置無功補償可分為集中、分組、就地三種補償方法。

2.1 集中補償方法

集中式的無功功率補償方法一般是在變電站中安裝大容量無功補償裝置，其主要作用是滿足正在運行中的主變對無功功率的需求。采用集中補償方法的補償裝置容量應當根據變電站服務區域中的無功功率和相關潮流水平最終確定。集中補償方式有很多優勢，比如能夠提高電網的利用率等。同時，由于補償設備集中放置，維護起來很方便，所以事故的發生概率很小。

2.2 就地補償方法

就地補償應當根據設備的參數和運行狀況進行詳細計算，在提高無功補償利用率的基礎上，減少無功補償裝置成本。就地補償方法具有諸多優勢，由于它直接面向用電負荷，因此針對性比較強，無功補償利用率高。另外，它的功率不是特別大，所以相應的生產成本比較低，而且操作簡便，和設備一起工作運行時對電網產生的影響很小。

2.3 分組補償方法

分組無功補償方式主要針對的是配電過程中線路、線路上的變壓器和其他用電設施，對它們進行無功補償。尤其是在用戶與主變之間距離較遠的情況下，分組補償方法可以進行受電端的分散無功補償。分組無功功率補償方式也有很多優點，它能夠與其他的補償方式相互協調，提高用電負載的電壓，有效降低輸電過程中的線路損耗。

3 智能電網中無功功率補償實施的原則和措施

3.1 無功功率補償方式選擇的原則

在智能電網對無功功率補償的過程中，補償方式的選擇應當遵循以下幾個原則：①盡量采取綜合補償的方法實現無功功率的補償。現階段一些新的用電設備使得兩相電量增大，加劇了電網中的三相不平衡，嚴重損害了電能質量。在補償方式上，采用單相補償去維持電網三相平衡成本很大，而采用三相共補的方式又無法滿足對電網三相平衡的要求。在這種情況下，智能電網應當采取綜合補償的方法。②動態補償和固定補償相結合的原則。隨著設備的快速更新換代和相關生產技術的快速發展，電網中的負荷類型變得越來越復雜，傳統的無功補償方式已經無法保證供電的電能質量，所以，必須要采取智能化的動態補償和固定補償相結合的方法。③隨著科技的迅速發展，穩態補償和快速跟蹤補償相互搭配的方法受到越來越多的關注，逐漸成為未來的發展趨勢。

3.2 智能電網中無功功率補償的控制措施

現階段，隨著計算機技術的廣泛應用，管理人員能夠在電腦上清楚地看到電網中電壓和電流的變化，同時，通過電腦自動、及時的投切電容補償，采用取平補齊的原則對電網中的無功功率進行及時的補償，提高了補償精度。具體的補償地點可以選在用戶的配電室或是負載地點，以實施安裝無功功率補償裝置。一般采取的措施有：①合理設置投切延時，以達到最好的效果。投切的延時時間可調節，無功補償裝置能夠自由設置投切動作時間，實現對無功功率的快速跟蹤補償。②合理設置相應的保護措施。在智能電網系統中，合理地設定欠電壓和過電壓的保護值，準確地設定禁切處和禁投入電壓保護值。同時，無功補償裝置應具有缺相保護功能，可以根據無功功率設定投切合理的限值。

4 結束語

智能電網憑借其優良的特性正逐漸取代傳統電網，日益成為下一代電網的發展趨勢。研究智能電網中的無功功率補償具有重要的意義，因為無功功率補償不僅能夠提高變壓器的利用率，提高功率因數，改善電能質量，更為重要的是，它還能增加電網容量，將能耗降到最低，保證電網的安全性和穩定性。

參考文獻

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作者簡介：崔艷（1980—），女，吉林遼源人，華北電力大學2009級電氣工程專業在讀碩士生。

〔編輯：曹月〕

On the Reactive Power Compensation under the Smart Grid

Cui Yan

Abstract： With the increase of economic and social development of our country and societys demand for electricity and power equipment， smart grid is becoming the development trend of the electricity network. Meanwhile， due to the large non-linear device is connected， resulting in a large reactive power generated to the grid which is a big burden. Therefore， the study of reactive power compensation under the Smart Grid technology has important significance， both to play and to improve the energy loss reduction active role， but also to provide better service for the power user.

Key words： reactive power compensation； smart grid； basic principles； compensation method； compensation principles