電力調度無功補償技術的常用方法及發展趨勢

引言：本文介紹了電力調度無功補償技術的配置原則，探討了電力調度無功補償技術的常用方法，提出了電力調度無功補償技術應用措施，闡述了電力調度無功補償技術的發展趨勢。

無功補償技術主要目的是為了提供必要無功功率，降低電網能耗、提升電力系統功率因數，最終實現對整個電網電壓質量的提升。電力系統中，無功率增強、負序含量增加以及諧波數值增大都可造成用電負荷緊張，影響了電力系統運行的穩定性。因此，在電力調度當中應用無功補償技術可以有效避免復雜化的用電負荷變化以及非線性因素導致的電網運行可靠性和穩定性較低問題。

一、電力調度無功補償技術的配置原則

電力系統無功補償技術已經被使用很久了，但是以無功補償技術為手段來進行必要無功功率的提供系統化的電廠很少，所以要對無功補償技術進行應用，才能對于系統能耗進行降低，對于功率因數可以快速提高，實現電網電壓質量的改善。基于電網無功功率消耗狀況可以看出，輸配電設備和各級網絡所消耗的無功功率都是一定數量的，特別是低壓配電網占據著最大的比重。為了最大程度上降低無功功率傳輸的損耗，促進輸配電設備效率的提升，就要求在電力調度無功補償技術的配置中應遵循“就地平衡，分級補償”的原則，來進行合理的布局，為便利對無功補償設備的管理，像并聯電抗器、同步調相機、靜止補償器等硬配置的相對集中。而并聯電容器則可考慮就地配置或分散配置，因過度分散會加大維護和管理的難度，故分散配置應適度。

二、電力調度無功補償技術的常用方法

當前，電力調度中常用的無功補償方法主要有隨器補償方法、隨機補償方法以及跟蹤補償方法。

2.1"隨器補償方法。所謂的隨器補償方法，其主要原理就是在配電變壓器二次側經過低壓保險設置低壓電容器，通過此種方式來對配電變壓器的空載無功進行補償。正常情況下，空載勵磁無功是配變電壓器處于空載狀態或者是輕負載狀態下的無功負荷表現形式，其中，配電變壓器的空載狀態是造成電力用戶產生無功負荷的主要原因。并且，輕負載狀態同樣會產生大量的電力耗費。綜合目前的現實情況，隨器補償方法是目前電力調度進行無功補償的最為有效的方法之一，并且可以有效減低電網線損、提供配變電壓器的利用率，獲得較大的經濟效益。除此之外，隨器補償方法還有補償效果好、維護方便、接線簡單等優勢。

2.2"隨機補償方法。所謂的隨機補償方法，其主要原理就是將電動機和低壓電容器組并聯在一起，并利用保護裝置和控制裝置實現兩者的同時投切。安全穩定、維護簡單、配置靈活、安裝簡便、成本經濟是隨機補償方法的重要優勢。隨機補償方式通常均是用來對電動機的無功消耗（主要是勵磁無功消耗）進行補償，所以它能夠對用電單位的無功負荷進行有效地限制。由于用電單位停止運轉時，低壓電容器組等無功補償設備也一起推出，因此電力調度不需要對補償容量進行頻繁地調整。

2.3"跟蹤補償方法。所謂的跟蹤補償方法，其主要原理就是以無功補償投切裝置作為控制保護裝置，將低壓電容器組補償在大用戶母線上面。適用于100"KVA以上的專用配電變壓器用戶，可以替代隨機、隨器兩種補償方式，補償效果好。跟蹤補償的優點是運行方式靈活，運行維護工作量小，比前兩種補償方式壽命相對延長，運行更可靠。但缺點是控制保護裝置復雜，首期投資相對較大。但當這三種補償方式的經濟性接近時，電力調度應優先選用跟蹤補償方式。

三、電力調度無功補償技術應用措施

調度員在實施有功功率調度時，應對電網無功補償技術充分地利用起來，從而為無功補償平衡性提供保證。從降低網絡功率損耗和改善電壓質量的角度考慮，應盡量避免其通過電網元件長距離、大量地進行無功功率的傳輸，做到分層分區的平衡性，并分別依據正常情況下的最大與最小負荷運行方式來加以計算。特殊情況下，還必須對某些無功補償設備繼續做故障檢修后的校驗，且在事故情況下，應保證電網留有無功功率的足夠儲備。各級調度應以供電企業和發電企業所提供的無功調節能力為依據，來進行基于檢修情況下，重大設備無功功率運行方式的編制，上級調度應為下級調度提供無功電力的足夠保障。下級調度除應從上級調度進行補償本地區電網無功損耗的無功功率吸收外，還必須向下一級的電網加以一定無功的送出。調度人員在接收到無力調整報告后，還應結合電網負荷實際情況，進行電網負荷分布、無功出力和有功的調整，從而避免由于電壓崩毀，所造成的大面積停電。

四、電力調度無功補償技術的發展趨勢

在科學技術不斷進步的今天，無功補償的技術也在不斷進步，為了使電力調度無功補償工作的更加順利開展，我國相關人員進行不斷研究和開發，將電力調度無功補償技術不斷進行提升，全面進行考慮，做到抑制諧波，同時能夠使無功無慮的動態進行自動的無極調節。

4.1"綜合潮流控制器（UPFC）。綜合潮流控制器能把晶閘管產生出來的交流電壓集合起來串聯并疊加到輸電線路的相電壓上，使它的幅值與相角都能進行連續性的變化，對線路有功與無功的功率進行準確有效的控制，并且在提升傳送能力的同時，能阻尼系統的不斷震蕩。在現代無功補償的工作實踐中，UPFC是科技含量最高，使用最穩定的補償設備，應該進行廣泛使用。

4.2"電力有源濾波器。電力有源濾波器能在瞬間進行對諧波的有效控制，使其能夠減少對電力系統的危害。同時，它的響應更加迅速，在操作中能實現對諧波與無功功率的動態補償，并且對電網阻抗參數的影響也是十分小的。所以電力有源濾波器可以被廣泛投入市場，使其真正能為電力系統的發展做貢獻。

4.3"靜止無功發生器（SVG）。靜止無功發生器運用了GTO，使其成為自己的構成部分，組成了自換相型的變流器。如果對方法使用得當，就能使其在對無功功率的補償中控制諧波電流的產生。它的調節速度更快，避免了較多諧波的出現，并且不需要大容量的儲能元件，同時，它還能使電壓變得更穩定，在技術方面比較全面。如果真正能夠把SVG運用得當，就會使無功補償工作變得更順利，使其在欠壓的條件下的無功調節能力更強，所以應該加強對其的關注度，使其能廣泛地被使用。

4.4"晶閘管投切電容器（TSC）的智能補償裝置。這種裝備就是將微型處理器運用于TSC里面，使動態的無功補償成為可能，它的核心部件就是一個控制器，這個控制器對功率因數進行分析和測量，使數據能夠達到清晰正確，所以能更好地對無觸點開關投切進行控制，同時還能儲存和顯示欠壓、過壓、功率因數的實際數據。這種裝置操作起來無用力，響應較快，還有多方位的保護能力，應該得到更多人的信賴。

結束語

隨著電網的發展，強化電網的無功調度和無功補償已經大勢所趨，將無功補償技術有效地應用與電力調度之中。為了達到電力網絡以及負荷端電壓的經濟水平運行要求，需要在電力網負荷端設置調相機、電容器等無功電源。電力調度通常在進行無功補償的配置時，應考慮分級補償、就地平衡的原則，合理調整系統電壓。并在接近于負荷端處分散補償時，應減少無功功率輸送，有效降低損耗和壓降，提高電力企業經濟效益，從而保障電網的安全穩定運行。

參考文獻

[1]"樓峰.淺談電網無功補償技術[J].寧夏電力，2009.

[2]"黃鎮.無功補償調度在電力系統中的應用探討[J].科學技術，2010.

（作者單位：國網內蒙古東部電力有限公司根河市供電公司）

作者簡介

鄧慶喜，男，漢族，大專學歷，1969年出生，助理工程師，現從事縣級電網調度運行工作。