侯小鵬

摘要：現(xiàn)如今，科學(xué)技術(shù)在提高人們生活水平上發(fā)揮著極大的作用。在地面降壓站的電力系統(tǒng)中，動態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)得到了廣泛地運(yùn)用，在解決電壓運(yùn)行的質(zhì)量上發(fā)揮著重要的作用，進(jìn)一步推動著電網(wǎng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。本文主要從無功補(bǔ)償技術(shù)的運(yùn)作原理和發(fā)展現(xiàn)狀、動態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)的特點(diǎn)和應(yīng)用現(xiàn)狀，來研究動態(tài)無功技術(shù)在地面降壓站中的應(yīng)用效果，進(jìn)而為推動電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供一個(gè)值得借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：地面降壓站;電力系統(tǒng);電網(wǎng);無功補(bǔ)償技術(shù);動態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)

引言

在我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景之下，人們的生活條件不斷地優(yōu)化，對電力的需求也在不斷變化，對供電系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量的要求更高，而隨著用電量的加大，電力系統(tǒng)的規(guī)模逐漸加大等原因，導(dǎo)致供電系統(tǒng)出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定等現(xiàn)象。因此，需要采用無功補(bǔ)償技術(shù)優(yōu)化電力系統(tǒng)的運(yùn)行，提升供電系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量。

1無功補(bǔ)償技術(shù)

1.1電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)脑?/p>

無功補(bǔ)償技術(shù)的原理是將事先通過計(jì)算確定好容量的容性功率的負(fù)載并聯(lián)在具有感性功率的負(fù)載兩端，這樣容性負(fù)載產(chǎn)生的無功功率就可以補(bǔ)償感性負(fù)載產(chǎn)生的無功功率，實(shí)現(xiàn)電能在兩種負(fù)荷之間來回的轉(zhuǎn)換，提高功率因數(shù)。電力系統(tǒng)中，用電設(shè)備的正常工作既需要電源提供有功功率，也需要電源提供無功功率來維持。在實(shí)際的電力系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)等輸出設(shè)備無法向負(fù)載提供足夠的無功功率。為了保證廣大用戶對無功功率的需求，同時(shí)能使電網(wǎng)中的設(shè)備能在額定情況下正常工作，需要在無功功率不足的地方增添無功補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行就地補(bǔ)償。

1.2無功補(bǔ)償?shù)脑瓌t

1.2.1無功功率平衡原則

為了改善電能質(zhì)量，降低功率損耗，應(yīng)該盡量避免通過輸電線路長距離傳輸無功功率到所需的位置。在負(fù)荷最大和最小運(yùn)行方式下，要做到無功功率的分（電壓）層分（供電）區(qū)平衡，還要考慮設(shè)備檢修和故障時(shí)的情況。因此，要作出設(shè)備檢修或者故障情況下無功功率的預(yù)算值，提前準(zhǔn)備好相應(yīng)措施，保證電網(wǎng)在設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)不會出現(xiàn)無功功率供應(yīng)不足的情況。

1.2.2無功補(bǔ)償裝置的配置原則

應(yīng)該盡量將無功補(bǔ)償裝置集中配置，以便及時(shí)管理和檢修補(bǔ)償裝置。對于并聯(lián)電容器可以相對分散配置，但是太過于分散也會給管理和檢修帶來麻煩，需具體問題具體分析。

1.2.3變電站無功補(bǔ)償?shù)脑瓌t

對變電站的無功補(bǔ)償主要是滿足配電變壓器對無功功率容量的需求，具體的補(bǔ)償原則可參照以下內(nèi)容進(jìn)行合理補(bǔ)償。

（1）中壓（10kV）電網(wǎng)的無功補(bǔ)償原則

中低壓電網(wǎng)的無功補(bǔ)償應(yīng)采取高壓集中補(bǔ)償、低壓個(gè)別補(bǔ)償以及動態(tài)無功補(bǔ)償。優(yōu)先考慮在配電變壓器的低電壓側(cè)集中補(bǔ)償配置，再考慮在高壓側(cè)進(jìn)行分散補(bǔ)償作為輔助。一般配置并聯(lián)電容器來提高功率因數(shù)。并聯(lián)電容器的容量一般可以按照主變壓器容量的20%～40%進(jìn)行配置。

（2）中高壓（35～110kV）電網(wǎng)的無功補(bǔ)償原則

在35～110kV電網(wǎng)中，線路中的輸送負(fù)荷一般會大于自然功率，電網(wǎng)呈感性，所以應(yīng)在相關(guān)變電站分散配置容性補(bǔ)償裝置，容量可以按照主變壓器容量的10%～30%配置。

（3）220kV電網(wǎng)的無功補(bǔ)償原則

在220kV電網(wǎng)中，電網(wǎng)的網(wǎng)架不強(qiáng)時(shí)，變壓器為感性，電網(wǎng)呈感性，因此變電站的容性無功補(bǔ)償主要以補(bǔ)償主變壓器無功損耗為主，容量一般按照主變壓器容量的10%～25%配置。網(wǎng)架相對較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)，其波谷與波峰相差較大。當(dāng)電網(wǎng)為高峰負(fù)荷時(shí)，線路輸送的負(fù)荷和變壓器消耗的無功功率都很大，系統(tǒng)中感性無功增多，所以應(yīng)在線路中接入并聯(lián)電容器等容性補(bǔ)償裝置進(jìn)行補(bǔ)償，提高功率因數(shù)。當(dāng)電網(wǎng)為低谷負(fù)荷時(shí)，線路輸送的負(fù)荷變小，電網(wǎng)呈容性，可以將電壓偏高的變壓器兩端的電容器退出。

（4）500kV電壓電網(wǎng)的無功補(bǔ)償原則

在500kV變電站，既需要容性補(bǔ)償又需要感性補(bǔ)償。容性無功補(bǔ)償容量應(yīng)按照主變壓器容量的10%～20%配置。而在電壓500kV的網(wǎng)絡(luò)中，線路輸送的實(shí)際功率小于線路的自然功率，所以應(yīng)適當(dāng)配置并聯(lián)電抗器進(jìn)行感性補(bǔ)償，補(bǔ)償超高壓輸電線路的剩余充電功率。

2傳統(tǒng)無功補(bǔ)償裝置與動態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)的特點(diǎn)

傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償裝置主要表現(xiàn)有同步調(diào)相機(jī)和同步電動機(jī)。同步調(diào)相機(jī)主要借助勵磁狀態(tài)來展開工作，進(jìn)而提高整個(gè)電網(wǎng)的無功功率。這種補(bǔ)償方式盡管能夠?yàn)殡娋W(wǎng)供應(yīng)一個(gè)相對穩(wěn)定的電壓，但是，電流過大、損耗較多、發(fā)熱較高、較難維護(hù)，因此使用得并不多。同步電動機(jī)主要用于提高配電網(wǎng)功率，為平衡大型電力感應(yīng)系統(tǒng)服務(wù)，然而，這種補(bǔ)償裝置因其投資高、難維護(hù)，同樣使用得并不多。

動態(tài)無功補(bǔ)償是一種新型且效果較好的無功率補(bǔ)償技術(shù)。比較常見的補(bǔ)償箱和補(bǔ)償柜，其電容的開關(guān)一般為接觸器，由于接觸器的反應(yīng)比較慢，且需要考慮電容器本身的放電情況，使得此類補(bǔ)償設(shè)備都有一個(gè)共同的特點(diǎn)—投切時(shí)間間隔長，進(jìn)而影響到其補(bǔ)償效果，也不適合廣泛進(jìn)行使用。動態(tài)無功補(bǔ)償可以很好的解決這個(gè)問題，對負(fù)載變化進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，達(dá)到對電路的動態(tài)補(bǔ)償。動態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)使用的設(shè)備為動態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備，即靜止同步補(bǔ)償器。該設(shè)備使用低諧波，在使用的過程中具有較高的運(yùn)行效率，從而能夠提升電力資源的使用率。在電路的運(yùn)行中，動態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備能夠快速作出響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償電網(wǎng)運(yùn)行中頻繁波動產(chǎn)生的無功功率，從而很好的控制電網(wǎng)運(yùn)行存在的諧波和閃變情況，提高電網(wǎng)整體的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性。動態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)能夠有效改善電網(wǎng)運(yùn)行的服務(wù)質(zhì)量，提高電力資源的使用效率，并能夠降低網(wǎng)路中的電能損失和線路損失，提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益，延長輸電線路的使用時(shí)間。

3動態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)在地面降壓站中的應(yīng)用

3.1動態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)優(yōu)化

在綜合考慮當(dāng)前和未來電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備狀態(tài)和負(fù)荷（電網(wǎng)歷史、實(shí)時(shí)和電壓級負(fù)荷預(yù)測條件）的基礎(chǔ)上，選取無功補(bǔ)償裝置中最能夠調(diào)節(jié)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的裝置，以減少網(wǎng)絡(luò)損失，節(jié)約投資成本。根據(jù)現(xiàn)有的無功補(bǔ)償設(shè)備和技術(shù)條件，根據(jù)實(shí)際負(fù)載變化和短期負(fù)荷預(yù)測，最佳的建議協(xié)調(diào)模式和工作模式的無功補(bǔ)償設(shè)備（智能動態(tài)無功補(bǔ)償），它決心滿足供電質(zhì)量的要求，實(shí)現(xiàn)低電壓控制，并考慮網(wǎng)損最小和操作成本。使用最少。

3.2高壓補(bǔ)償與低壓補(bǔ)償?shù)挠袡C(jī)結(jié)合

在兩者結(jié)合的過程中，我們需要明確其主導(dǎo)的補(bǔ)償方式，即低壓補(bǔ)償。低壓不成能夠協(xié)調(diào)電網(wǎng)在運(yùn)作過程中的輸電情況，使電壓均勻分布到各支路。高壓補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用成本高，技術(shù)補(bǔ)償效果低。因此，低壓補(bǔ)償應(yīng)是主要的補(bǔ)償方式。

3.3集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償?shù)挠袡C(jī)結(jié)合

集中補(bǔ)償和分散補(bǔ)償相結(jié)合可以有效地調(diào)節(jié)配電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。需要指出的是，起主導(dǎo)作用的補(bǔ)償方式是分散補(bǔ)償，集中補(bǔ)償僅僅起到輔助的作用。這樣，無功補(bǔ)償可以應(yīng)用到更多的輸電區(qū)域，滿足更多用戶的需求，保證電網(wǎng)運(yùn)行的有效性和及時(shí)性。集中補(bǔ)償可以使分散補(bǔ)償更系統(tǒng)、更全面，為部分無補(bǔ)償用戶供電，從而有效解決低壓問題。

3.4電壓調(diào)節(jié)與線損降低的有機(jī)結(jié)合

這種有機(jī)結(jié)合應(yīng)以線損降低技術(shù)為基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)電壓的作用。電壓調(diào)節(jié)技術(shù)的應(yīng)用具有很強(qiáng)的針對性。在電源中應(yīng)用調(diào)壓時(shí)，容易引起導(dǎo)線前后兩端的電壓差。同時(shí)，下行損耗具有很強(qiáng)的適用性，可以安裝在電網(wǎng)線路的任何部分，并且具有很強(qiáng)的靈活性。

3.5采取分級分區(qū)補(bǔ)償?shù)男问?/p>

分層分區(qū)補(bǔ)償能有效提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。在我國配電網(wǎng)的輸電中，通常采用逐步降低功率的方法。在進(jìn)行動態(tài)無功補(bǔ)償時(shí)，應(yīng)根據(jù)區(qū)域電壓水平進(jìn)行設(shè)計(jì)，以保證電網(wǎng)電壓平衡。

4結(jié)束語

綜上所述，在地面降壓站中應(yīng)用動態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)的時(shí)候，應(yīng)充分發(fā)揮動態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，將各種補(bǔ)償裝置結(jié)合起來，將電壓調(diào)節(jié)與線路損耗有機(jī)結(jié)合起來，為了優(yōu)化低壓控制的效果、保證供電運(yùn)行的質(zhì)量和效率、進(jìn)而維護(hù)電網(wǎng)的完全與穩(wěn)定而服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]包順先.動態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017（10）.

[2]孫生偉，陳達(dá).電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].科技展望，2015，25（4）：98.

[3]李密蘭.試分析電氣自動化中無功補(bǔ)償技術(shù)的運(yùn)用[J].數(shù)字化用戶，2017（23）