智能無功補償技術在電力自動化中的應用

劉罡

摘要：電網中的電力設備在工作的狀態下，有功功率與無功功率是相輔相成的。隨著我國電網建設規模不斷擴大化，電力設備工作時的無功功率的交換與傳輸會引起供輸電設備的電壓小號，導致功率損耗加劇，無形中增加了電網運行的成本。這不利于電力發展環保效益與經濟效益的體現。本文詳細介紹了智能無功補償技術相關的基礎知識，結合幾種無功功率分析了智能無功補償技術的特點、補償原理、補償作用、補償方式。探討了我國智能無功補償技術的發展現狀及智能無功補償技術在電力自動化優化應用的策略。旨在為智能無功補償技術的合理、高效的應用提供一些參考建議。

Abstract： When the power equipment in the power grid is working， active power and reactive power are complementary. With the continuous expansion of the scale of China's power grid construction， the exchange and transmission of reactive power during the operation of power equipment will cause the voltage trumpet of the power supply and transmission equipment， resulting in increased power loss and virtually increasing the cost of power grid operation. This is not conducive to the embodiment of environmental protection and economic benefits of power development. This article introduces the basic knowledge of intelligent reactive power compensation technology in detail， and analyzes the characteristics， compensation principles， compensation effects， and compensation methods of intelligent reactive power compensation technology in combination with several kinds of reactive power. The development status of China's intelligent reactive power compensation technology and the strategy of intelligent reactive power compensation technology in power automation optimization application are discussed. It aims to provide some reference suggestions for the reasonable and efficient application of intelligent reactive power compensation technology.

關鍵詞：智能無功補償技術;電力自動化;有功功率;無功功率

Key words： intelligent reactive power compensation technology;power automation;active power;reactive power

中圖分類號：TM76? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）12-0220-03

0? 引言

隨著我國互聯網+自動化技術、互聯網+自動化技術智能化技術的發展，為我國的電力系統輸配電管理提供了良好的技術條件，促進了我國電力自動化的發展。電力自動化的發展對電力設備功能及其系統提出了更高的要求，同時也對電力管理水平提出了更大的挑戰。這種挑戰是來自多方面的。一方面是電力自動化輸配電管理面向的是廣大的城鄉用電用戶，用戶數量的劇增和用電量需求的劇增都增加了用電管理的難度。另一方面是電網規模的擴大化和自動化設備數量的增加，導致系統運行中無功功率發生較多，造成資源浪費。此外，電力系統中來自渠道的無功功率給系統維護增加了難度。研究智能無功補償技術的應用對于優化電力系統設備動態化管理，解決以上問題有著重要的意義。

1? 智能無功補償技術相關的基礎知識

智能無功補償技術是指對電力系統中的無功功率應用智能無功補償裝置進行補償，抵消電力系統供配電系統中發生的電力損耗。電力自動化中常見的無功功率有感性無功功率、容性無功功率、基波無功功率、諧波無功功率等。無功功率的發生常受電力設備的功率因數的影響。一般高壓系統中，三相電壓和電流是對稱的，因此三相功率因素基本相同。想要提高無功補償的效果，就需要提高電力設備的功率因數，從而有效的控制設備容量和設備功率損耗。從這一層面來講，智能無功補償是穩定電力系統電壓和提高供電質量的重要措施。

4.2 合理的選擇投切開關

智能無功補償技術在實際的應用中，采用了很多的無功補償裝置，切投開關就是其中的一種裝置。切投開關通過控制設備斷路來降低或抵消無功功率。根據切投開關的用途，常見的智能無功補償切投開關有三種。第一種是過零觸發固態繼電器。這種切投開關的無功補償作用哦與開關設備的切投速度有著密切的關系。當切投速度較快時，無功功率抵消率高，設備損壞率低;當切投速度較慢時，無功功率抵消率低，設備損壞率高。其中影響設備損壞的根本原因是切投開關對電網造成沖擊，導致諧波的產生。諧波就是造成設備損壞的罪魁禍首。第二種是機電一體智能真空開關。這種開關通過低壓真空控制電容器回路，而低壓真空切投時不會產生電壓差，因此對設備不會輕易造成損害，相對于過零觸發固態繼電器而言具有較高的可靠性。第三種是機電一體復合智能開關。這種開關是在過零觸發固態繼電器基礎上做的改進。它將固態繼電器與交流接觸器做并聯處理，集中了固態繼電器與交流接觸器的優勢，既保證了開關切投的速度，又增強了可靠性，同時設備裝置本身成本較低，符合經濟管理的理念。不同的切投開關在實際無功補償應用中有著各自的有點，技術人員應該結合電力系統的綜合情況選擇切投開關。

4.3 結合系統及設備選擇無功補償控制器

電力系統智能無功補償指揮系統功能及設備元件、系統參數存在差異性，因此在智能無功補償控制器的選擇上也存在差異性。智能無功補償控制器是影響無功補償效率的關鍵。在選擇智能無功補償控制器時，需要特別注意智能無功補償控制器與智能無功補償指揮系統之間的匹配性，選擇與智能無功補償指揮系統使用范圍、無功功率、線路、無功補償裝置相適應的控制器。智能無功補償控制器的應用要確保不影響線路運行的穩定性，同時還應該具有故障自檢和自我保護功能。此外，還要檢查質量，選擇抗干擾性能加強、性能較好、綜合質量較高的產品。

4.4 優化智能無功補償的控制

在電力自動化中，計算機輔助作用對智能無功補償起到了重要的促進作用。電力系統自動化依靠計算機系統輔助管理。在整個電力系統管理中，自動采集系統對電力系統的電壓、電流、有功功率、無功功率等信息進行采集，并將無功功率作為控制管理的量，參考切投開關的限量和用戶設定的有功功率，自動的選擇與電力系統匹配性良好的電容器組合，從而提升電力系統無功補償的精確度，減少了電力系統運行中的能耗。這對于提高電力系統運行的經濟效益有著重要的意義。計算機輔助管理具體的無功補償措施如下：①由管理系統科學控制電壓限制條件，并通過為系統設置過壓保護、欠壓保護等措施來加強切投電壓值，以防投切設備電壓值發生無功功率設定的情況;②利用計算機系統加強切投時間控制的精準度，適當的設置系統延時切投。同一組電容器的切投設置參考以上設置。對于快讀動態補償的切投時間可設置為0。

5? 結語

綜上所述，智能無功補償及時是基于網絡通信基礎下電力系統優化管理的重要策略。電力系統運行中受多種不確定性因素的影響，存在著很過運行風險及不穩定性因素。通過在電力自動化中應用智能無功補償技術，有助于提高電力系統管理的可靠性、穩定性與安全性，同時有效的降低了因自動化設備運行時無功功率發生引起的成本浪費，提升了系統運行的經濟效益。這符合我國電力系統未來發展的趨勢和方向。因此，建議電力企業加強對于智能無功補償技術的推廣應用和智能無功補償技術的研究。

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