地面降壓站動態無功補償技術研究

摘 ?要：進入二十一世紀以來，科學技術在人們生活中的影響越來越突出，在提高人們生活水平上發揮著極大的作用。在地面降壓站的電力系統中，動態無功補償技術得到了廣泛地運用，在解決電壓運行的質量上發揮著重要的作用，進一步推動著電網安全、穩定的運行。本文主要從無功補償技術的運作原理和發展現狀、動態無功補償技術的特點和應用現狀，來研究動態無功技術在地面降壓站中的應用效果，進而為推動電網的安全運行提供一個值得借鑒的經驗。

關鍵詞：地面降壓站;電力系統;電網;無功補償技術;動態無功補償技術

一、無功補償技術

（一）無功補償技術原理

在控制電網穩定運行的過程中，無功補償技術通常發揮著不可或缺的重要作用。在這個過程中，需通過濾波技術構成諧波補償環境，進一步緩解負序，進而在優化電力系統的工作上夯實基礎。另外，當供電指令下達的時候，需做出理性判斷，進而保障供電指令與電力運行能夠相互配合，借助動態補償機制使電網能夠在相對穩定、安全的環境下展開工作。換句話說，在無功電壓控制系統中，無功補償技術起著橋梁的作用，需通過無功補償技術在發電機組中的正常工作來維護電網的穩定狀態，進而使電力系統能夠發揮出最大的工作效力，確保整個電網的安全與穩定運行。

（二）無功補償技術發展現狀

近幾年，在科學技術的不斷調整與更新中，無功補償裝置也得到了不斷的更新與進化，從傳統的機械旋轉無功補償裝置到靜止無功補償裝置，再到有源無功補償裝置和新型無功補償裝置，無功補償技術在電力系統中的運用與效果越來越突出。

1.傳統無功補償裝置

傳統的無功補償裝置主要表現有同步調相機和同步電動機。

同步調相機主要借助勵磁狀態來展開工作，進而提高整個電網的無功功率。這種補償方式盡管能夠為電網供應一個相對穩定的電壓，但是，電流過大、損耗較多、發熱較高、較難維護，因此使用得并不多。

同步電動機主要用于提高配電網功率，為平衡大型電力感應系統服務，然而，這種補償裝置因其投資高、難維護，同樣使用得并不多。

2.靜止無功補償裝置

靜止無功補償裝置主要通過SVC補償器來展開補償工作。

SVC借助電源和電子設備，對輸出感性、容性電流的無功補償功率進行調節，其中主要代表有TCR和TSC。前者主要對感性電流進行調節，在90度到180度的范圍內對觸發角進行調節，然后推動補償容量的調整。后者主要借助雙向晶壓管的導通來對容性電流進行調節，除了限制涌流外，反應器還可以控制部分諧振。TSC被劃分帶電抗器和不帶電抗器，前者能夠自行進行諧振控制，SVC取消了旋轉部件，從而為維護電網的安全與穩定上提供了方便，然而它自身卻極易受到諧波的影響。

3.有緣無功補償裝置和新型無功補償裝置

有源無功補償是對非線性負載產生的諧波電流進行實時檢測，在電力系統中融入大小相同、方向相反的補償電流，進而消除諧波。借助這種方法能夠在很大程度上協調諧波與無功補償裝置的運作。

在改進諧波控制技術與有源無功補償的過程中，混合型有源濾波器（HAPF）在與無源濾波器低成本實現快速、穩定的無功補償和諧波抑制，它還縮減了無源元件與電網阻抗之間振蕩的概率。

STATCOM是一種智能無功補償裝置，由全功率控制的電子元器件組成。它可以發出感性電流或容性電流，并通過一定的控制策略來控制電力系統。它是一種動態無功補償裝置，如果輸入端連接到電源，輸出端負責電網功率的協調，不僅能夠穩定電壓功率，而且可以考慮諧波補償和三相負載不平衡補償。STATCOM組件比SVC小，大大降低了設備的成本和體積。

在無功補償和智能電網的發展過程中，無功補償技術得到不斷更新與優化，如網絡通信、傳輸監督、合成和多樣化的綜合控制策略人機優化芯片，它在改善系統的電能質量中扮演著一個重要的角色，進而確保電網的安全穩定運行。

二、動態無功補償技術

（一）動態無功補償技術的特點

動態無功補償是一種新型有效的無功補償技術。相對以往的補償箱和補償柜，其電容開關通常是接觸器，基于接觸器的響應較慢，需要考慮電容器本身的放電問題。以往的補償裝置有一個共同的特點：開關時間間隔長，進而對補償效果具有一定的影響，因而不便于廣泛使用。相對于以往補償裝置中的問題，動態無功補償技術能夠給予適當的處理，它往往通過電容開關來跟蹤電路的流通情況、協調電壓的安全與穩定，實現電路的動態補償。

（二）動態無功補償技術的應用現狀

動態無功補償技術采用動態無功補償設備，即靜態同步補償器。該設備諧波利用率低，運行效率高，電能利用率高。在電路運行過程中，動態無功補償設備能夠對頻繁波動引起的無功補償電網運行做出快速響應，從而控制電網運行的穩定性和可靠性，提高電網的整體運行水平。動態無功補償技術可以有效提高電網運行的服務質量，提高電力資源的利用效率，減少電網的電力損失和線路損失，提高電力系統的經濟效益，延長輸電線路的使用時間。

1.保護元件的應用

分析動態無功補償設備的運作情況，我們可以發現，其中最為主要的元件要數保護元件，這是因為保護元件能夠對整個電力系統中電壓的運行具有控制與保護的功能。當動態無功補償技術運用與電力系統的過程中，一些有關的晶閘管往往會造成整體的熱熔，進而不利于電路的正常運行。然而，保護軟件能夠在一定程度上阻止這種事態的發生，在保護元件進行運作的時候，工作人員往往用功能相似的小型斷路器取代保護元件，它同樣能夠起到保護作用。所以，在運用動態無功技術的過程中，必須重視保護元件在其中的重要保護作用。

2.并聯電容器的應用

目前，動態無功補償設備在單相和三相電力系統中的應用主要采用各種元件的并聯電容器。在單相和三相電力系統中，電容器作為一個整體受到控制，可能受到無功電流的影響，導致電容器的電容發生變化，有效地減少了無功補償中的電流損失。并聯電容器的使用可以減少電力系統中的并聯電路，將電路分成若干組，分別進行切割，從而起到并聯電容器無功補償的作用。合理的方案設計、并聯電容器的選擇和設備的組合可以在電網的整體運行中發揮作用。在傳統電路中，并聯電容器的選型一般滿足超高壓運行的要求，而傳統并聯電容器的三相負載選型的性能需要滿足三相電壓平衡的要求，從而充分補償了相分離造成的損失。

3.投切元件的應用

投切元件主要表現為兩種類型：復合開關和半導體電子開關。

復合開關主要用于電力系統電磁控制單元，可控制平行磁性和硅片，開關元件可以實時控制電路，在開關過程中保持磁盤連續，從而提高電力系統的整體運行效果。

半導體電子開關與電路反向并聯，形成電路中的控制中心。開關元件以半導體電子開關的形式構成控制電路和觸發電路，在電路中形成一個整體。它已成為一種動態無功補償裝置，可以對電力系統的無功進行補償，控制整個電路的運行。

三、動態無功補償技術在地面降壓站中的應用

（一）集中補償與分散補償的有機結合

集中補償和分散補償相結合可以有效地調節配電網運行的安全性和穩定性。需要指出的是，起主導作用的補償方式是分散補償，集中補償僅僅起到輔助的作用。這樣，無功補償可以應用到更多的輸電區域，滿足更多用戶的需求，保證電網運行的有效性和及時性。集中補償可以使分散補償更系統、更全面，為部分無補償用戶供電，從而有效解決低壓問題。

（二）高壓補償與低壓補償的有機結合

在兩者結合的過程中，我們需要明確其主導的補償方式，即低壓補償。低壓不成能夠協調電網在運作過程中的輸電情況，使電壓均勻分布到各支路。高壓補償技術應用成本高，技術補償效果低。因此，低壓補償應是主要的補償方式。

（三）電壓調節與線損降低的有機結合

這種有機結合應以線損降低技術為基礎，強調電壓的作用。電壓調節技術的應用具有很強的針對性。在電源中應用調壓時，容易引起導線前后兩端的電壓差。同時，下行損耗具有很強的適用性，可以安裝在電網線路的任何部分，并且具有很強的靈活性。

（四）采取分級分區補償的形式

分層分區補償能有效提高電網運行的穩定性。在我國配電網的輸電中，通常采用逐步降低功率的方法。在進行動態無功補償時，應根據區域電壓水平進行設計，以保證電網電壓平衡。

（五）動態無功補償技術優化

在綜合考慮當前和未來電網結構、設備狀態和負荷（電網歷史、實時和電壓級負荷預測條件）的基礎上，選取無功補償裝置中最能夠調節電網運行狀態的裝置，以減少網絡損失，節約投資成本。根據現有的無功補償設備和技術條件，根據實際負載變化和短期負荷預測，最佳的建議協調模式和工作模式的無功補償設備（智能動態無功補償），它決心滿足供電質量的要求，實現低電壓控制，并考慮網損最小和操作成本。使用最少。

結束語：

目前，我國非常重視對地面降壓站電壓的控制與管理。在地面降壓站的電力系統中，動態無功補償技術得到了廣泛地運用，在解決電壓運行的質量上發揮著重要的作用，進一步推動著電網安全、穩定的運行。因此，在地面降壓站中應用動態無功補償技術的時候，應充分發揮動態無功補償技術的優點，將各種補償裝置結合起來，將電壓調節與線路損耗有機結合起來，為了優化低壓控制的效果、保證供電運行的質量和效率、進而維護電網的完全與穩定而服務。

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作者簡介：

李會強（1986-），男，河南省平頂山市人，河南大學（市場營銷）。