（國網(wǎng)四川省電力公司宣漢縣供電分公司，四川 宣漢 636150）

隨著高壓遠(yuǎn)距離電力系統(tǒng)的發(fā)展普及，近些年來在電網(wǎng)中產(chǎn)生的無功功率明顯呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，電網(wǎng)設(shè)備綜中存在較大含量的非線性電力設(shè)施，多數(shù)的智能電力設(shè)備功率因數(shù)是非常低的，那么就會(huì)給電網(wǎng)帶來一些額外的負(fù)擔(dān)，從而導(dǎo)致受眾的電力質(zhì)量不斷下降。無功補(bǔ)償技術(shù)對(duì)于電網(wǎng)中的這種現(xiàn)象起到非常重要的作用，可以提高供電質(zhì)量，并且能夠在輸變電、供電環(huán)節(jié)發(fā)揮其自身的職能。

1 智能電網(wǎng)中無功補(bǔ)償技術(shù)的基本原理

無功補(bǔ)償技術(shù)的基本原理是將榮容性功率的負(fù)荷裝置、感性功率負(fù)荷在同一電路上并聯(lián)，電能量在兩種負(fù)電荷之間轉(zhuǎn)換。容性負(fù)荷的無功補(bǔ)償就會(huì)給與感性負(fù)荷所需要的功率。正常情況下0.95是合理功率因數(shù)補(bǔ)償。

正常智能電力設(shè)備工作中，用電設(shè)備在從電源取得有功功率的同時(shí)，也要從電源處取得無功功率。一旦電網(wǎng)中產(chǎn)生的無功功率出現(xiàn)供不應(yīng)求的話，那么智能電力設(shè)備就會(huì)因?yàn)椴蛔銐蛄康臒o功功率而無法建設(shè)完整正常工作的電磁場(chǎng)，致使當(dāng)下的電網(wǎng)中設(shè)備不能在額定情況下維持工作進(jìn)行，進(jìn)而電壓就會(huì)隨之產(chǎn)生下降，將嚴(yán)重影響電網(wǎng)設(shè)備正常工作運(yùn)行。但是實(shí)際的情況是發(fā)電機(jī)、高壓輸電線提供的無功功率是無法滿足負(fù)荷需求的，那么就要求在電網(wǎng)中增加一部分的無功補(bǔ)償技術(shù)設(shè)備進(jìn)行無功功率的補(bǔ)充，保證廣大用戶無功功率需求的同時(shí)使智能電力設(shè)備能夠在額定電壓中正常運(yùn)行。

（1）無功補(bǔ)償裝置降低電力網(wǎng)的損耗

使電容器等一些無功補(bǔ)償設(shè)備裝置在電網(wǎng)中國并聯(lián)， 能夠?qū)⒏行载?fù)荷消耗掉的無功功率補(bǔ)償回來，那么電力線路設(shè)備輸出的由電源端向感性負(fù)荷的無功功率就會(huì)適當(dāng)減少。電網(wǎng)中無功功率流動(dòng)性的減少，就會(huì)降低變壓器、電力線路設(shè)施輸出無功功率而產(chǎn)生的電能消耗，這就是智能電網(wǎng)中的無功補(bǔ)償技術(shù)，它不僅可以提高功率因數(shù)，而且也是投資少見效快的一種將損耗節(jié)能措施。

（2）加裝無功補(bǔ)償裝置的主要目的

①降低電網(wǎng)設(shè)備中功率損耗

將輸送中的有功功率設(shè)為P，當(dāng)P為定值時(shí)，隨著無功補(bǔ)償設(shè)備的安裝，功率因數(shù)得到了一定提高，線路中流動(dòng)的負(fù)荷電降低，那么線路中損耗的有功功率隨之降低。所以在智能電力設(shè)備中加裝無功補(bǔ)償設(shè)備的主要目的是使電網(wǎng)中的有功功率損耗得到一定程度的降低。

②提高智能電力設(shè)備的供電能力

將設(shè)備現(xiàn)有的功率設(shè)為S，當(dāng)S為恒定值時(shí)，智能電力設(shè)備中的功率因數(shù)在提高之后，能夠保證有功功率的增加輸出，功率因數(shù)在0.7的基礎(chǔ)上上升到0.9的話，那么輸出的有效功率也得到提高，一般會(huì)從35千瓦升至45千瓦，這樣配電變壓器的供電能力就得到了有效提高。所以在智能電力設(shè)備中加裝無功補(bǔ)償設(shè)備的主要目的是使智能電力設(shè)備的供電能力提高，同時(shí)挖掘當(dāng)前智能電力設(shè)備的供電潛力。

2 智能電網(wǎng)中無功補(bǔ)償技術(shù)的方法

智能電力設(shè)備系統(tǒng)的網(wǎng)路元件產(chǎn)生的阻抗以感性為主，要求在輸、入電端的電壓有相位差的情況下有功功率才會(huì)輸出，得以實(shí)現(xiàn)的范圍較寬泛。輸、入兩端有電壓差的情況下才會(huì)有無功功率輸出，得以實(shí)現(xiàn)的范圍幅度較窄。網(wǎng)絡(luò)元件、負(fù)載都是需要大量無功功率作為消耗的，但是所需要的無功功率的提供者不可能是發(fā)電機(jī)，那么在遠(yuǎn)距離的電力輸送中，無功補(bǔ)償系統(tǒng)裝置在系統(tǒng)被分為三種方式進(jìn)行作業(yè)。按照系統(tǒng)電容的位置安裝分別是集中、分組、就地補(bǔ)償這三種技術(shù)方法。

（1）集中補(bǔ)償方法

此補(bǔ)償方式是將大容量無功補(bǔ)償電容集中裝置在變電站中。主要的作用目的是補(bǔ)償主變?cè)谶\(yùn)行中對(duì)無功功率的需求，無功補(bǔ)償裝置電容的容量是要根據(jù)變電站供電區(qū)域的無功補(bǔ)償水平、潮流來確定的。相對(duì)110千伏的變電站來說，主變?nèi)萘康?5%-20%就是無功補(bǔ)償裝置的標(biāo)準(zhǔn)容量。

集中補(bǔ)償方法的優(yōu)勢(shì)：電網(wǎng)中利用率較高、后期維護(hù)方便、使用中事故較少、自動(dòng)性強(qiáng)、減少變壓器、無功負(fù)荷、電能消耗。

（2）分組補(bǔ)償方法

此補(bǔ)償方法的作用對(duì)象是配電線路、用電設(shè)施以及變壓器，對(duì)這三項(xiàng)進(jìn)行無功功率的補(bǔ)償。尤其是在用戶與主變之間距離較遠(yuǎn)的情況下，分組補(bǔ)償方法可以進(jìn)行受電端的分散無功補(bǔ)償。

分組補(bǔ)償方法的優(yōu)勢(shì)：能夠與低壓補(bǔ)償結(jié)合、有效降低電網(wǎng)線路中產(chǎn)生的損耗、有效提高受電端的用電電壓。

（3）就地補(bǔ)償方法

此補(bǔ)償方法可以在用電設(shè)備中直接連接補(bǔ)償電容使用，補(bǔ)償電容隨著用電設(shè)備的正常運(yùn)行而投入，一旦用電設(shè)備發(fā)生停止工作運(yùn)行的情況，補(bǔ)償電容隨之自主切除。在就地補(bǔ)償容量設(shè)計(jì)時(shí)，要進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算電力系統(tǒng)中所需要的補(bǔ)償容量，計(jì)算精確的目的是減少無功補(bǔ)償裝置的系統(tǒng)生成成本，有效提高就地補(bǔ)償利用率。

就地補(bǔ)償方法的優(yōu)勢(shì)：針對(duì)性較強(qiáng)、為大型配電設(shè)備加裝專用補(bǔ)償設(shè)備，系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)單、成本制作過程經(jīng)濟(jì)、補(bǔ)償效果明顯、操作過程方便、自動(dòng)補(bǔ)償工作特性。

3 智能電網(wǎng)中無功補(bǔ)償實(shí)施的對(duì)策和措施

（1）無功補(bǔ)償實(shí)施的對(duì)策

無功補(bǔ)償在智能電網(wǎng)中實(shí)施應(yīng)該符合合理布局、分級(jí)補(bǔ)償以及就地平衡的全面規(guī)劃原則，這樣能夠發(fā)揮無功補(bǔ)償在電網(wǎng)中最佳的補(bǔ)償綜合效益。具體的實(shí)施對(duì)策有以下三種兩方結(jié)合的方式。

①就地補(bǔ)償為主：電力部門與用戶補(bǔ)償結(jié)合

無功功率技術(shù)的安裝使用，是為了提高運(yùn)行中產(chǎn)生的功率因數(shù)，減少用戶端傳輸、分配過程中消耗的有功功率，進(jìn)而減少用戶多余的電費(fèi)開支。當(dāng)下呼吁合理用電，從這一角度出發(fā)，以提高功率因數(shù)為鼓勵(lì)目標(biāo)使用戶自覺加裝補(bǔ)償設(shè)備。在具體的資料統(tǒng)計(jì)中我們發(fā)現(xiàn)，智能電網(wǎng)系統(tǒng)中消耗的40%無功功率是在電網(wǎng)線路、配電變壓器兩個(gè)方面，剩余的60%無功功率消耗是在用戶端的用電設(shè)備中。以這樣的情況來看，在以加強(qiáng)無功功率補(bǔ)償技術(shù)安裝使用管理為同一目標(biāo)的情況下，供電方與用戶之間應(yīng)該有效的配合作業(yè)，這樣才能收獲雙方最大的收益。

②分散補(bǔ)償為主：集中與分散補(bǔ)償技術(shù)結(jié)合

兩者相結(jié)合的實(shí)施對(duì)策，原則上占有主要位置的是分散補(bǔ)償。在為變電站進(jìn)行集中、專用、大量的無功補(bǔ)償同時(shí)，也要對(duì)智能電網(wǎng)系統(tǒng)中電線路、設(shè)備、配電變壓器分別進(jìn)行分散補(bǔ)償，并且在補(bǔ)償過程中要以分散補(bǔ)償為主要對(duì)象，在無功就地平衡得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，還能提高無功補(bǔ)償帶來的經(jīng)濟(jì)效益，在具體實(shí)施過程中，體現(xiàn)本能效果突出，選擇安裝的地點(diǎn)本身的無功補(bǔ)償經(jīng)濟(jì)當(dāng)量要越大；此外，著重考慮在滿足補(bǔ)償要求情況下功率因數(shù)的合理性，并不是因數(shù)值越高越好。那么就要求分散補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)使用加裝要從實(shí)際的情況出發(fā)，在滿足最大經(jīng)濟(jì)效益為立足點(diǎn)。但是這種分散補(bǔ)償?shù)姆椒ㄔ趯?shí)施的過程中，電力企業(yè)會(huì)考慮到其分散性帶來的維護(hù)困難，所以實(shí)際情況中多數(shù)會(huì)采用其中補(bǔ)償?shù)姆椒ā?/p>

③降低損耗為主：降損與調(diào)壓方式相結(jié)合

無功補(bǔ)償技術(shù)在智能電網(wǎng)中最重要的經(jīng)濟(jì)效益作用就是降損，其次是能夠兼顧調(diào)整電壓的要求，使電壓滿足用戶要求的質(zhì)量。在電壓偏高的時(shí)候，部分輕載運(yùn)行的智能電網(wǎng)線路會(huì)受到影響，配電變壓器中鐵損耗占線損耗的70%，對(duì)于這種情況的電線路來說，是不能夠加裝電容器設(shè)備的，在用電高峰時(shí)段會(huì)增加體損耗的百分比，導(dǎo)致線損值不斷攀高。如果使用投切無功補(bǔ)償裝置的話，能夠有效提高智能電網(wǎng)中產(chǎn)生的功率因數(shù)，從而達(dá)到降損的工作指標(biāo)要求。

（2）無功補(bǔ)償實(shí)施的措施

具體可以在客戶配電室、負(fù)載點(diǎn)實(shí)施無功功率補(bǔ)償。供電部門不會(huì)依附功率因數(shù)電費(fèi)調(diào)整政策而收取客戶一方的調(diào)整電費(fèi)，真正要落實(shí)的工作是與客戶協(xié)同合作，目標(biāo)是讓用電客戶減少功率因數(shù)調(diào)整費(fèi)用，可以為客戶大力宣傳無功補(bǔ)償技術(shù)裝置在用電處的安裝使用特征，以收獲企業(yè)與個(gè)人最大的經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)語

隨著當(dāng)代科技不斷發(fā)展，智能電網(wǎng)中無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用，減少了上級(jí)目標(biāo)電網(wǎng)的壓力，

提高了用戶變壓器的利用率，電能質(zhì)量以及用戶端的功率因數(shù)得到了改善。同時(shí)無功補(bǔ)償在智能電網(wǎng)中能夠起到提高功率因數(shù)的重要作用，從而使能量消耗降到最低，同時(shí)減少了電力用戶的費(fèi)用開支?；诋?dāng)今智能電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性運(yùn)行來說，無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用具有重要的意義。

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