杜中劍　胡治中（國(guó)網(wǎng)江西省電力公司，江西 南昌 330077）

關(guān)于無(wú)功補(bǔ)償?shù)碾娏ο到y(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)實(shí)踐分析

杜中劍胡治中
（國(guó)網(wǎng)江西省電力公司，江西 南昌 330077）

本文分析了無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑?，探析了基于無(wú)功補(bǔ)償?shù)碾娏ο到y(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)的實(shí)踐，旨在為電力系統(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)控以及相關(guān)技術(shù)人員提供一定的參考。

無(wú)功補(bǔ)償；電力系統(tǒng)；自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)；實(shí)踐

一、前言

電力系統(tǒng)在社會(huì)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(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)?；跓o(wú)功補(bǔ)償?shù)碾娏ο到y(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的全面監(jiān)控，及時(shí)、準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)是否存在故障或者問(wèn)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(yùn)行。因此，本文針對(duì)無(wú)功補(bǔ)償?shù)碾娏ο到y(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

二、無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑矸治?/h2>

根據(jù)正弦電路中對(duì)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(shí)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(shí)，cosΦ=0，有功功率最大，無(wú)功功率為0。電力系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中，因?yàn)榇嬖谌菪曰蛘吒行缘呢?fù)載，會(huì)導(dǎo)致電流、電壓的相位出現(xiàn)變化，因此存在無(wú)功功率，有功功率不能夠達(dá)到最大值。因此，電力系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中，需要對(duì)無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償，無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)脑砣鐖D1所示。電流存在兩個(gè)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(wú)功功率的產(chǎn)生。電力系統(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)ο鄳?yīng)的信息進(jìn)行采集，并通過(guò)信號(hào)采集模塊對(duì)采集的信息進(jìn)行分解、轉(zhuǎn)換，進(jìn)而得出電流的分量，以此進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償。

三、基于無(wú)功補(bǔ)償?shù)碾娏ο到y(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)的實(shí)踐分析

1 無(wú)功補(bǔ)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(bǔ)償裝置為無(wú)源補(bǔ)償裝置，隨著時(shí)代的發(fā)展，電力需求的增加帶動(dòng)了電力行業(yè)的發(fā)展，并且現(xiàn)在用電市場(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的現(xiàn)狀，傳統(tǒng)的無(wú)源補(bǔ)償裝置已經(jīng)不能夠滿足無(wú)用功率進(jìn)行的快速動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)囊?。一種新型的電力補(bǔ)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(jìn)行電網(wǎng)中諧波的動(dòng)態(tài)控制，進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)耐履軌驅(qū)崟r(shí)的補(bǔ)償無(wú)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(dòng)型的電力電子裝置，優(yōu)點(diǎn)在于具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性以及動(dòng)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(jìn)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(dòng)、系統(tǒng)側(cè)電壓諧波、電壓諧波等，因?yàn)椴⒙?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(hù)電路相對(duì)復(fù)雜，在實(shí)踐應(yīng)用的過(guò)程中具有一定的局限性。目前，許多電網(wǎng)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)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(bǔ)償無(wú)功功率?；旌闲陀性措娏V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(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，并且還能夠取消低次諧波，進(jìn)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(shí)，則不能夠滿足電力系統(tǒng)的補(bǔ)償需求。

2 電力系統(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)。因?yàn)橛性措娏V波器能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的諧波控制，并且能夠進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)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(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中，硬件設(shè)計(jì)是自動(dòng)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(gè)電力自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行效果，因此應(yīng)該加強(qiáng)電力系統(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性。電力系統(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要包括以下幾個(gè)方面：（1）監(jiān)控流程設(shè)計(jì)，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(jìn)行數(shù)據(jù)的分析、整合以及處理等，通過(guò)計(jì)算相位、幅值等，計(jì)算無(wú)功電流值，在計(jì)算的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)控制信號(hào)，必須保證原諧波的等幅值、等頻率和產(chǎn)生信號(hào)的相位差180°，把計(jì)算結(jié)果返回至電力系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償；（2）數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì)，為了將電力系統(tǒng)中的諧波消除進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，需要對(duì)已經(jīng)歸檔的數(shù)據(jù)信息進(jìn)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(hào)進(jìn)入到系統(tǒng)之前，應(yīng)該對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理；（3）控制核心部分的設(shè)計(jì)，電力系統(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息具有實(shí)時(shí)性特點(diǎn)，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(jìn)行信號(hào)處理器選擇與設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該把高性能的DSP與集微控制器合為一體，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)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(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際需求，通常采用兩種方式實(shí)現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作采樣序列記錄以及開(kāi)關(guān)跳合記錄，對(duì)于低壓變電站采用故障報(bào)告方式，對(duì)于高壓變電站采用故障錄波，采用專業(yè)的微機(jī)錄波器，進(jìn)行故障記錄，以此保證監(jiān)控系統(tǒng)能夠順暢的運(yùn)行；（5）控制和操作閉鎖，控制閉鎖主要包括以下幾個(gè)方面：根據(jù)實(shí)時(shí)上報(bào)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信息，進(jìn)行隔離開(kāi)關(guān)、斷路器等的分合控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)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(hù)信息、故障錄波、數(shù)字量、狀態(tài)量等信息實(shí)時(shí)的傳遞到自動(dòng)化監(jiān)控中心，便于電力系統(tǒng)的工作人員進(jìn)行控制。

圖1 無(wú)功功率補(bǔ)償原理圖

結(jié)語(yǔ)

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(qiáng)對(duì)基于無(wú)功補(bǔ)償電力系統(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)的研究，并在實(shí)踐的過(guò)程中積累和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為未來(lái)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)、自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)提供可靠的參考。

[1]何炳.電力系統(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)踐分析[J].電力訊息，2014（06）：50-51.

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