智能無功補償技術在電力自動化中的應用分析

鄧顯俊++明廷謙++賀源++劉三強

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.25.038

摘 要：智能無功補償技術在電力自動化領域有著重要的應用價值。文章基于對職能無功補償技術和電力自動化技術的分析，探討了當前智能無功補償技術在電力自動化中的應用現狀與存在的問題，詳細探討了強化智能無功補償技術在電力自動化領域的應用路徑。因此，對促進智能無功補償技術在電力自動化領域的應用有效提高，同時也提高了電力系統運行的穩定性具有重要價值。

關鍵詞：智能無功補償技術 電力自動化 應用分析

中圖分類號：TM71 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）09（a）-0038-02

隨著城鎮化的不斷建設、城市化的快速發展和現代家電種類的增多，國內人均耗電量逐年提升。相關數據顯示，2013年國內人均耗電量為3929kW·h，與過去一年相比增多了261kW·h。居民對電力的需求增大，給供電系統的供電能力造成巨大壓力的同時，也要求電力系統、電力管理等方面的設備需具備更強的工作穩定性。針對這一問題，可以選用電力自動化技術處理，但在運行過程中仍存在一些不足。本文著重分析在電力自動化中智能無功補償技術的應用情況。

1 電力自動化的含義

實現電力自動化的前提是擁有先進的計算機網絡技術。電力系統運行的過程為：電廠—電網—區域電網—街道電網—用戶，在電力運輸過程中包括多種電力設備，如配電網、輸電網和多級變壓等設備。電力自動化是把電力系統運行過程中所有的設備全部連接在一起，便于利用計算機技術檢測控制電力系統的發電、輸電和配電等。同時還應注意，在實現電力自動化的過程中選用部分可控電子元件，目前使用的電力自動化由電力信息自動化、發電站自動化、配電系統自動化以及電力故障處理自動化等構成。

2 智能無功補償技術

在電力系統正常運行過程中，經常會受到電氣設備中電容與電感等元件建立磁場的影響，進而導致出現無功現象，進一步在電路中產生電流，這會在一定程度上為電力系統增大用電壓力，嚴重降低變壓設備的使用效率。但這些設備是維持電力系統正常運行的必要元件。所以，在電力系統中可以選擇加入一種元件，目的是抵消以上過程中產生的無功電流，進而減輕電力系統中所承擔的壓力，提升電力系統的工作效率。在電力系統中安裝一種可以抵消或減少電力系統無功的重要元件，以上操作過程被稱為無功補償。

3 智能無功補償技術在電力自動化應用中的現狀

在電力系統中，無功補償技術已經得到廣泛應用，而且在電力系統的可靠性與穩定性中起著十分重要的作用，但國內智能無功補償技術與西方發達國家相比較落后，一般情況下會選擇以下幾種技術：（1）固定濾波器，這一設備在運行的時候需要結合電力系統的電抗器與電容器，在運行時主要依賴于電壓母線，在電壓母線上可以調節電壓，降低甚至抵消無功功率，能起到較好的濾波效果，但在使用前應注意斷開電源安裝晶閘管；（2）可控飽和電抗器，這一技術在調節時利用電抗器的飽和程度，進而改變電力系統中電流的大小，然后促進并聯濾波器中無功功率與感性電流功率的抵消進度，達到動態平衡。但這一技術在使用過程中會存在部分噪音，會在一定程度上縮減設備的使用年限；（3）靜止無功補償裝置，這一技術是為了補償負載無功功率，運用的范圍比較廣泛，這一設備由多個靜止元件構成，利用元件的并聯實現無功補償，提高工作效率，但在這一設備中，較難準確控制電網效率，應用效果有較大提升空間。

4 智能無功補償技術在電力自動化領域的應用路徑

4.1 選用合適的智能無功補償技術

智能無功補償技術會直接影響到補償效果。隨著科學技術的飛速發展，國內在優化設計與電力設備這個方面不斷改進，在相關領域中出現的運用方式也隨之增多，承擔的載荷多種多樣，難以達到預期的效果。所以，在實際運用是可以把固定補償技術和智能動態補償技術聯系在一起。智能無功補償技術一直在更新，可以綜合選用的無功補償技術也越來越多。如在電網中最常見的問題是三相不平衡，在無功補償中，可以選擇單相補償這一技術，但成本較高，且無法滿足三相共補的要求。無功補償技術還可以選用公分結合的補償技術，這一成本較低，且可以滿足三相共補的要求。除此之外，還可以選擇將快速跟蹤補償與穩定態補償聯系在一起。

4.2 選用合適的投切開關

在無功補償技術中投切開關屬于核心設備，在選用投切開關時應根據實際情況選定，目前常見的投切開關有以下幾種：（1）機電一體化的智能真空開關，因為智能真空開關是由永磁操作機構與低壓真空滅弧室構成，在電容器串聯電抗回路中應用范圍較廣，且在運行過程可以讓電壓達到0，操作性較強，安全系數較高，且使用壽命相對較長；（2）過零觸發固態繼電器，這種投切開關在運行過程中運轉速度很快，且不會影響其他電路中的運行情況，也不會影響電力系統設備的使用年限。過零觸發固態繼電器的使用壽命相對來說較長，在運行過程中會消耗部分功率，同時還會產生諧波；（3）機電一體復合智能開關，它的運行需要將交流處電器與固態繼電器并聯在一起，其優點是耗電低、運行快，但兩者結合在一起運行成本較大，其科學性有待提升。以上3種是適用范圍較廣的投切開關，都具備自個優缺點，所以，在實際運行中應根據自身需求選用合適的投切開關。

4.3 重視選擇智能無功補償控制器

在智能無功補償中，智能無功補償器屬于指揮系統的一部分，在實際運行過程中，元件保護、參數設定以及運算等都需借助無償控制器，所以，應重視選擇智能無功補償控制器。至今為止，運用最廣泛的智能無功補償控制器有無功功率型控制器、功率因數型控制器和動態補償控制器等。目前無功功率型控制器在控制線路穩定性方面效果最佳，但因國內技術相對比較落后，所以產品的質量有待提升。使用方法最為簡便且使用時間較長的一種是功率因數控制器，但這一方法的使用范圍會受到一定程度的限制。而動態補償控制器最突出的優點是抗干擾能力較強，在運行過程中能達到動態控制，但國內生產該設備耗時較長，所以無法一次性生產出補償功率。

4.4 加強智能補償無功控制

加強智能補償無功控制是利用計算機采集系統中電流、電壓和其他數據的變化狀況，再確定無功功率，選出科學合理的電容器組合。以配電系統無功功率為依據，選出科學合理的電容器組合，以求提高精確度，擴大智能無功補償的使用范圍。操作詳情如下：（1）科學合理的控制電壓限制的條件，在智能系統中設置欠壓保護設備和過壓保護設備，此外還能設置投切電壓值；（2）設置合適的投切時間，在投切開關這方面可以選用延時投切，但應保證同一組電容的投切時間相同，若設有快速跟蹤補償可將時間設置為0。

5 結語

目前國內擁有的計算機技術較為先進，所以，電力自動化發展較穩定。電力系統自動化主要體現在實時監測與遠程控制兩方面，這樣除可以維持電力系統穩定外，還可以有效地管理電力系統。在電力系統中，可選用智能無功補償技術實現無功補償，抵消電力損耗，提高電力資源的質量，延長其使用壽命，保證電力系統穩定持久發展。在電力自動化中智能無功補償技術實現智能化管理，有利于國內電力事業的發展。

參考文獻

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