【摘要】介紹了配電網(wǎng)無功補償技術(shù)的現(xiàn)狀，分析了配電網(wǎng)無功補償技術(shù)的基本理論，指出從電力系統(tǒng)角度進(jìn)行綜合考慮的線路無功補償是配電網(wǎng)降損節(jié)能的有效手段，并提供了有關(guān)技術(shù)分析。

【關(guān)鍵詞】配電網(wǎng)絡(luò)；無功補償；優(yōu)化

【中圖號】TM714.3【文獻(xiàn)標(biāo)示碼】A【文章編號】1005-1074(2009)01-0139-01

隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對電力的需求日益增長，同時對供電的可靠性和供電質(zhì)量提出了更高的要求，其中配電網(wǎng)無功補償?shù)闹匾匀找嬖鰪?，難度也日益增加。無功電源如同有功電源一樣，是保證電力系統(tǒng)電能質(zhì)量、電壓質(zhì)量、降低網(wǎng)損以及安全運行所不可缺少的部分。配電網(wǎng)消耗的無功功率主要靠上級電網(wǎng)遠(yuǎn)距離輸送，由于大量的無功功率在電網(wǎng)中流動，造成線損、電壓降增大，降低了電能質(zhì)量、電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益和配電變壓器的供電能力。在電網(wǎng)中安裝無功補償設(shè)備以后，可以提供感性電抗所消耗的無功功率，減少了電網(wǎng)電源向感性負(fù)荷提供、由線路輸送的無功功率，由于減少了無功功率在電網(wǎng)中的流動，可以降低線路和變壓器因輸送無功功率造成的電能損耗。因此，解決好配電網(wǎng)絡(luò)無功補償?shù)膯栴}，可以提高功率因數(shù)，對電網(wǎng)的安全性和降損節(jié)能有著重要的意義。

1無功補償?shù)幕纠碚?/p>

無功功率的存在是由于電路中有儲能元件，電容或電感中有能量和外部電路來回交換。習(xí)慣上把電感看作消耗無功功率，而把電容看成是產(chǎn)生無功功率。

無功功率對供電系統(tǒng)和負(fù)荷的運行都十分重要。電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)元件的阻抗主要是電感性的，為了輸送無功功率，則要求兩端電壓有一幅值差，這只能在很窄的范圍內(nèi)實現(xiàn)。不僅大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)元件消耗無功功率，大多數(shù)負(fù)載也需要消耗無功功率。網(wǎng)絡(luò)元件和負(fù)載所需要的無功功率必須從網(wǎng)絡(luò)中某個地方獲得。顯然，這些無功功率如果都要由發(fā)電機提供并經(jīng)過長距離傳送，或在需要消耗無功功率的地方產(chǎn)生無功功率，這就是無功功率的補償。

2配電網(wǎng)無功補償技術(shù)方案

2.1集中補償擊中補償方式是將電容器裝設(shè)在用戶專用變電所或配電室的低壓母線上。用以補償配電變壓器的無功功率損耗以及變電所以上輸電線路的損耗，還可以就近供應(yīng)380V配電線路的前段部分及所帶用電設(shè)備的無功功率損耗。適用于低壓供電半徑短、負(fù)荷集中的地方或不適宜就地補償?shù)挠秒娫O(shè)備:如快速正、反轉(zhuǎn)工作及有反接制動的電動機等)。利用補償電容器的分組投切，還能進(jìn)行調(diào)壓，改善電壓質(zhì)量。其集中安裝，便于維護(hù)和控制。

在現(xiàn)有的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)和商住區(qū)配電，大部分都采用集中補償方式，但此種補償方式也存在下列缺點：節(jié)能效果差。由于集中補償裝置安裝于配電室內(nèi)，電容器柜緊靠配變，其承受的輸出電壓一般在400V以上，電網(wǎng)低谷時，電壓往往會超過430V，當(dāng)自動補償裝置失控時，會引起電容器過壓運行、發(fā)熱、變形、擊穿等現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2分散補償分散補償方式是將電容器組按低壓配電網(wǎng)無功負(fù)荷的分布分組裝設(shè)在相應(yīng)的母線上，或者直接與低壓干線相連接，形成低壓電網(wǎng)內(nèi)部的多組分散補償方式，分散補償一般裝設(shè)在10kV配電線路上，可以根據(jù)各種傳統(tǒng)優(yōu)化補償方法確定補償位置和容量。該種方式使被補償?shù)臒o功功率不再通過主干線以上線路輸送，從而使變壓器和配電主干線路的無功功率損耗相應(yīng)地減少。因而分組補償與集中補償相比，降損節(jié)電效益顯著，尤其當(dāng)用電負(fù)荷點較多，而且距離較遠(yuǎn)時，補償效率更高。

分組補償?shù)膬?yōu)點：有利于對配電變壓器所帶的無功進(jìn)廳分區(qū)控制，實現(xiàn)無功負(fù)荷就地平衡，減少無功功率在變配電所以下配電線路中的流動，使線損顯著降低；分組電容器的投切隨總的負(fù)荷水平而變化，其利用率較單臺補償高，分組補償雖然不如集中補償管理方便，但比單臺電動機補償易于控制。

缺點是：如果裝設(shè)的電容器無法分組，則補償容量無法調(diào)整，運行中可能出現(xiàn)過補償或欠補償；分組補償方式的一次性投資大于集中補償方式，操作控制上也比集中補償方式麻煩很多。

3配電網(wǎng)無功補償優(yōu)化

要實現(xiàn)單節(jié)點無功補償?shù)淖顑?yōu)控制，也就是在給定補償電容的條件下，尋求一種允許的控制，使得電路功率因數(shù)最高，其補償?shù)臄?shù)學(xué)模型為：QC=P tanφ式中QC為補償電容所需容量，φ為負(fù)載阻抗角，P為負(fù)載功率?？刂七^程：系統(tǒng)按一定的周期檢測負(fù)載的有功和無功功率，并根據(jù)上式進(jìn)行量化，然后按量化后的控制量投切電容。功率因數(shù)補償采用反饋控制。在實際情況下，可根據(jù)具體問題在實現(xiàn)方法上作進(jìn)一步的改進(jìn)，如下所示。

3.1補償電容采用步進(jìn)控制以提高控制精度一般來說，可以在得出需投切組數(shù)N1后一次投入，但由于存在實際電容值與標(biāo)稱值不一致，且在運行中電容器可能損壞等因素，因此可能產(chǎn)生控制誤差，同時也容易造成對電網(wǎng)的沖擊過大。

3.2優(yōu)化時間控制在步進(jìn)投切電容器時，采用不等距時間控制：先以較小的時間間隔t1完成前N1-1組電容的投切，等待一段時間t2后，觀察電網(wǎng)各項參數(shù)，確認(rèn)可繼續(xù)投切電容器后，計算通斷率，再完成最后一組電容器的投切工作。這樣能在保證控制精度的同時，提高系統(tǒng)動作的快速性，實現(xiàn)精度約束下的智能型最優(yōu)時間控制。t1，t2的選取依現(xiàn)場情況而定。

合理地選擇無功補償設(shè)備、確定補償位置以及補償容量，采用優(yōu)化設(shè)計的方法，改善系統(tǒng)的運行狀態(tài)，有效地降低了統(tǒng)的網(wǎng)損，同時使全網(wǎng)的電壓質(zhì)量得到顯著提高，實現(xiàn)最優(yōu)運行，對配電網(wǎng)進(jìn)行無功補償，提高功率因數(shù)和搞好無功功率平衡，是一項建設(shè)性的降損技術(shù)措施。

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