高壓無功補償技術的發展研究

周大維

高壓無功補償技術的發展研究

周大維

眾所周知，電力系統的全面完備對我國電力事業的發展至關重要，所以廣大電力科研人員及工作者有責任、有義務調控電力系統中大量存在的感性負荷，由此降低無功功率的消耗，將電壓損失和電能損耗控制在最小范圍。基于此，本文先分析了高壓無功補償技術存在的弊端，隨即闡明了高壓無功補償裝置的發展歷程和未來發展趨勢，希望可以對此課題的研究提供幫助。

高壓；無功補償裝置；無功補償技術；發展；趨勢

目前，我國電力事業發展迅猛，已成為我國經濟的一項支柱性行業。鑒于此，我國一直致力于提高電力供電系統的穩定性、安全性和經濟性，讓電壓質量和電能品質邁上一個新的高度，讓我國電力事業可以在短時間內取得顯著成效。借此機會，我國也要重點發展高壓無功補償技術，推動高壓無功補償裝置的多元優化，下面我們就一起研究一下高壓無功補償技術的發展現狀。

一、高壓無功補償技術存在的弊端

1.無法滿足動態無功補償的三相均荷控制

一般來說，無功補償裝置多采用三相平衡的設計結構，但一些大型電機設備并不具備三相平衡性質，所以這些設備常常會受到電網中大量的沖擊負荷影響，從而產生一些問題。加之，廣大人民群眾所離不開的民用照明，其負荷也擁有極為不平衡的特征。所以說，動態無功補償裝置應該具備一定限度的均荷能力，以便滿足動態無功補償的三相均荷控制。

2.容易出現諧波放大的問題

廣泛使用的低壓配電系統，雖然能夠較好地實現基波無功的分相、分級和跟蹤補償，但是在系統承受過大的電壓負荷時，一是會縮短電容器組的使用壽命，二是會引發電容器嚴重放大自身的諧波電流，導致電容器的損壞及影響其他設備的正常運行，而這一切都根究于一個共同點，即高壓無功補償技術所存在的弊端。

3.當前裝置較容易產生高次諧波

從某種程度上來講，雖然可以通過控制晶閘管觸發控制角，對補償電容投切容量進行合理范疇的調整，但這并不是最為安全有效的方法，稍有不慎，便會產生高次諧波。

4.抗除外界干擾的能力相對較差

控制器所工作的環境相對復雜，大電流、強磁場層出不窮，戶外工作環境更為惡劣，加之其對弱電設計部分的干擾能力要求很高，所以當下生產并投入使用的控制器大多僅僅只能在室內運行，這便極大地限制了補償器的使用范疇，也突出顯現了高壓無功補償技術還不夠優化的問題。

5.很難實現全局的最優化

據筆者了解，現下廣為使用的自動補償方式，大多還是計算采樣點數，這就使得控制器之間的信息交流過于貧乏，導致控制器無法在綜觀全網運行情況的基礎上科學運行，所以它便很難實現全局的最優化，更無法有效跟進現代化電網的發展步伐。

二、高壓無功補償裝置的發展歷程和未來發展趨勢

（一）高壓無功補償裝置的發展歷程

1.并聯電容器

并聯電容器是高壓無功補償裝置最初的雛形，其結構簡單、成本較低、使用方便，在當時受到很大歡迎，但隨著人類要求的提高，其阻抗固定的弊端也日漸明顯，已無法有效滿足人類的生產生活需求。

2.同步調相機

同步調相機未能走出產生無功功率的圈子，其與并聯電容器相比有了較大改變，其已經可以在欠勵磁的情狀下產出感性無功功率，所以相較之有了很大提高，但它的運行維護流程過于繁雜，較難滿足動態要求。

3.真空開關投切電容器組

此裝置又稱為靜態無功補償方法，因簡易低廉，所以普及范疇較廣。但受自身客觀因素的影響，此種裝置無法頻繁開關，更不能快速跟進動態變化，故而也無法實現快速動態的無功補償。

4.靜止無功補償裝置

靜止無功補償裝置囊括兩大方面內容，一是SR（具有飽和電抗器），二是SVC，而SVC又分為TCR（晶閘管控制電抗器）和TSC（晶體管投切電容器）。此處著重談一下SVC，TCR和TSC兩者相互配合使用，這是因為TCR在單獨時根本無法發出無功、只能吸收無功，所以其必須要和TSC進行搭檔，在配合運用的情況下達到既定目的。

（二）高壓無功補償裝置的未來發展趨勢

1.SVG（靜止無功發生器）

SVG和SVC雖只有一個字母的差別，但這兩者卻迥然不同。SVG也是一種高壓無功補償裝置，但它的基本工作原理和SVC卻全然不同，其優勢特點也比SVC更加鮮明突出。那SVG與SVC相比到底有哪些優勢呢？第一，開關元件的原理不同，使得SVG內部的電子開關元件開關周期極短，其補償速度更快；第二，運行范疇更加寬泛，這點主要體現在交流器交流測壓的復制和相位上；第三，完全沒必要具備大容量電容基礎；第四，諧波含量小，一些先進技術的應用使得電流中的諧波含量驟然降低。

2.電力有源濾波器

電力有源濾波器也是未來高壓無功補償技術發展的一種實物展現，它用裝置的形式表達出來，為電力半導體器件的發展指明了前進的道路。但須注意的是，當下所使用的電力有源濾波器依舊存在一些暫時不可調的問題，譬如電流中的高次諧波、裝置成本過高等問題，不過相信在相關科研人員的努力之下，電力有源濾波器在未來前進的道路上會愈來愈好、越走越遠。

3.綜合潮流控制器

綜合潮流控制器是未來高壓無功補償裝置發展的第三種趨勢，其相較于其他兩種裝置來說，更為優化和優質。綜合潮流控制器的工作原理十分別致，它是把晶閘管換流器中產出的交流電嫁接到輸電線相電壓上，讓這個電壓幅度值和相角處于一種連續變化的狀態中，讓工作線路可以進行有功、無功的精準調節，從而實現質量的最優。

三、結束語

總而言之，以上便是筆者對“高壓無功補償技術的發展研究”這一課題的一些見解看法，希望能夠給讀者提供幫助。此外，文中提到的高壓無功補償技術存在的弊端問題，殷切希望相關科研人員能夠找出合理的辦法解決，為日后電力行業自動化系統的有效發展盡一份力量。

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周大維(1978-)，男，漢，遼寧省遼陽市弓長嶺人，中級職稱，研究方向:工廠供電。