關(guān)于無功補償?shù)碾娏ο到y(tǒng)自動化監(jiān)控技術(shù)實踐分析

杜中劍　胡治中（國網(wǎng)江西省電力公司，江西 南昌 330077）

關(guān)于無功補償?shù)碾娏ο到y(tǒng)自動化監(jiān)控技術(shù)實踐分析

杜中劍胡治中
（國網(wǎng)江西省電力公司，江西 南昌 330077）

本文分析了無功補償?shù)脑恚轿隽嘶跓o功補償?shù)碾娏ο到y(tǒng)自動化監(jiān)控技術(shù)的實踐，旨在為電力系統(tǒng)自動化監(jiān)控以及相關(guān)技術(shù)人員提供一定的參考。

無功補償；電力系統(tǒng)；自動化監(jiān)控技術(shù)；實踐

一、前言

電力系統(tǒng)在社會生活與生產(chǎn)中占據(jù)著至關(guān)重要的地位，并且隨著電力能源消耗量的增加，給供電企業(yè)帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。基于無功補償?shù)碾娏ο到y(tǒng)自動化監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對電力系統(tǒng)的全面監(jiān)控，及時、準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)是否存在故障或者問題，以此保證電力系統(tǒng)能夠協(xié)調(diào)、高效、安全、穩(wěn)定的運行。因此，本文針對無功補償?shù)碾娏ο到y(tǒng)自動化監(jiān)控技術(shù)的研究具有非常重要的現(xiàn)實意義。

二、無功補償?shù)脑矸治?/h2>

根據(jù)正弦電路中對電流、電壓的定義，將電流、電壓分別表示為：

公式中Φ表示電流之后的電壓的相角；wt表示電流與電壓隨實踐變化的相位；I表示均值電流；u表示均值電壓，當(dāng)電路中電流電壓同相位時，cosΦ=0，有功功率最大，無功功率為0。電力系統(tǒng)在運行的過程中，因為存在容性或者感性的負(fù)載，會導(dǎo)致電流、電壓的相位出現(xiàn)變化，因此存在無功功率，有功功率不能夠達到最大值。因此，電力系統(tǒng)在運行的過程中，需要對無功功率進行補償，無功功率補償?shù)脑砣鐖D1所示。電流存在兩個分量，即IsinΦ、IcosΦ，由于IsinΦ的相位與電壓的相位相差90°，這就導(dǎo)致無功功率的產(chǎn)生。電力系統(tǒng)自動化監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)ο鄳?yīng)的信息進行采集，并通過信號采集模塊對采集的信息進行分解、轉(zhuǎn)換，進而得出電流的分量，以此進行無功功率補償。

三、基于無功補償?shù)碾娏ο到y(tǒng)自動化監(jiān)控技術(shù)的實踐分析

1 無功補償在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用分析。早期的電力系統(tǒng)中采用的補償裝置為無源補償裝置，隨著時代的發(fā)展，電力需求的增加帶動了電力行業(yè)的發(fā)展，并且現(xiàn)在用電市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的現(xiàn)狀，傳統(tǒng)的無源補償裝置已經(jīng)不能夠滿足無用功率進行的快速動態(tài)補償?shù)囊蟆Ｒ环N新型的電力補償裝置逐漸的被研發(fā)和應(yīng)用，即有源電力濾波器，其主要的作用是進行電網(wǎng)中諧波的動態(tài)控制，進行無功補償?shù)耐履軌驅(qū)崟r的補償無功功率分量，致使其被廣泛的推廣和應(yīng)用在電力的濾波領(lǐng)域中。有源電濾波器是一種主動型的電力電子裝置，優(yōu)點在于具有較強的實時性以及動態(tài)性，并且能夠有效的抑制諧波。把濾波器接入到電網(wǎng)的方式進行分類，將有源電力濾波器劃分為混合型、并聯(lián)型以及串聯(lián)型三種，其中串聯(lián)等效于受控電壓源，主要包括電壓波動、系統(tǒng)側(cè)電壓諧波、電壓諧波等，因為并聯(lián)型的有源濾波器的損耗小于串聯(lián)型有源濾波，由于保護電路相對復(fù)雜，在實踐應(yīng)用的過程中具有一定的局限性。目前，許多電網(wǎng)系統(tǒng)在設(shè)計中通常采用并聯(lián)型以及混合型。并聯(lián)型有源濾波器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用非常廣泛，并且形成一套完善、成熟的系統(tǒng)，并且具有較好的抑制諧波的效果，能夠更好的補償無功功率。混合型有源電力濾波器中，通常采用容量較大的電源L-C濾波網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)與進行無功補償，并且還能夠取消低次諧波，進而降低有源濾波的電壓值與電流值。由于混合型的有源電力濾波器只能在特定的負(fù)荷中，當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)較大的變化時，則不能夠滿足電力系統(tǒng)的補償需求。

2 電力系統(tǒng)自動化監(jiān)控技術(shù)。因為有源電力濾波器能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)實現(xiàn)動態(tài)的諧波控制，并且能夠進行無功功率補償，致使其被廣泛的推廣和應(yīng)用在電力系統(tǒng)中。在電力自動化監(jiān)控系統(tǒng)中，硬件設(shè)計是自動化監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其參數(shù)是否正確配置、系統(tǒng)布局是否合理，直接關(guān)系到整個電力自動化監(jiān)控系統(tǒng)的運行效果，因此應(yīng)該加強電力系統(tǒng)自動化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計，保證設(shè)計的科學(xué)性與合理性。電力系統(tǒng)自動化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計要點主要包括以下幾個方面：（1）監(jiān)控流程設(shè)計，電流、電壓等信息采集通常采用數(shù)據(jù)采集模塊，將采集到的數(shù)據(jù)信息傳遞至采樣端口，并進行數(shù)據(jù)的分析、整合以及處理等，通過計算相位、幅值等，計算無功電流值，在計算的過程中會出現(xiàn)控制信號，必須保證原諧波的等幅值、等頻率和產(chǎn)生信號的相位差180°，把計算結(jié)果返回至電力系統(tǒng)進行無功補償；（2）數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計，為了將電力系統(tǒng)中的諧波消除進行無功補償，需要對已經(jīng)歸檔的數(shù)據(jù)信息進行采集和分析，主要包括數(shù)據(jù)信息的采集、分析、變換和處理等，在信號進入到系統(tǒng)之前，應(yīng)該對數(shù)據(jù)信號進行預(yù)處理；（3）控制核心部分的設(shè)計，電力系統(tǒng)自動化監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息具有實時性特點，包括了大量的數(shù)據(jù)信息，并且數(shù)據(jù)信息的傳輸速度非常快，由于數(shù)據(jù)信息量非常大，信息處理以及管理工作非常復(fù)雜，在進行信號處理器選擇與設(shè)計時，應(yīng)該把高性能的DSP與集微控制器合為一體，實現(xiàn)對信號的采集、分析以及處理等功能；（4）故障記錄、事件記錄，通常根據(jù)電力自動化監(jiān)控系統(tǒng)的實際需求，通常采用兩種方式實現(xiàn)保護動作采樣序列記錄以及開關(guān)跳合記錄，對于低壓變電站采用故障報告方式，對于高壓變電站采用故障錄波，采用專業(yè)的微機錄波器，進行故障記錄，以此保證監(jiān)控系統(tǒng)能夠順暢的運行；（5）控制和操作閉鎖，控制閉鎖主要包括以下幾個方面：根據(jù)實時上報的監(jiān)控數(shù)據(jù)信息，進行隔離開關(guān)、斷路器等的分合控制，進而實現(xiàn)對刀閘、斷路器的閉鎖操作；出口具有跳、合閉鎖的功能以及控制屏幕閉鎖的功能；（6）遠(yuǎn)程調(diào)度中心，將采集的繼電保護信息、故障錄波、數(shù)字量、狀態(tài)量等信息實時的傳遞到自動化監(jiān)控中心，便于電力系統(tǒng)的工作人員進行控制。

圖1 無功功率補償原理圖

結(jié)語

總而言之，隨著電力系統(tǒng)以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力企業(yè)想要更好的滿足用戶不斷提高的要求，應(yīng)該加強對基于無功補償電力系統(tǒng)自動化監(jiān)控技術(shù)的研究，并在實踐的過程中積累和總結(jié)經(jīng)驗，為未來無功補償技術(shù)、自動化監(jiān)控技術(shù)提供可靠的參考。

[1]何炳.電力系統(tǒng)自動化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用實踐分析[J].電力訊息，2014（06）：50-51.

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