李秋霞

摘 要：智能無功補(bǔ)償技術(shù)能夠有效解決電力系統(tǒng)中非線性因素導(dǎo)致的不可控問題。文章強(qiáng)調(diào)了智能無功補(bǔ)償技術(shù)在電力自動(dòng)化管理中的重要作用和應(yīng)用現(xiàn)狀，詳細(xì)討論了智能無功補(bǔ)償技術(shù)的具體實(shí)現(xiàn)措施。

關(guān)鍵詞：電力自動(dòng)化；智能無功補(bǔ)償技術(shù)；應(yīng)用

引言

隨著我國(guó)社會(huì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高度發(fā)展和人民生活水平的提高，生產(chǎn)、生活用電需求日益增加，電網(wǎng)負(fù)荷不斷加大，電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行面臨著更加嚴(yán)峻的考驗(yàn)。為加強(qiáng)電力系統(tǒng)運(yùn)行管理力度，提高運(yùn)行管理效率，人們?cè)陔娏ο到y(tǒng)運(yùn)行管理工作中引入自動(dòng)化運(yùn)行管理技術(shù)。經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展和實(shí)踐，我國(guó)電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)較為成熟，但在部分環(huán)節(jié)還存在一些問題，影響著電力系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)也對(duì)電力企業(yè)的經(jīng)營(yíng)發(fā)展造成了比較突出的負(fù)面影響。為妥善解決電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的這些缺陷，人們開發(fā)了智能無功補(bǔ)償技術(shù)。該技術(shù)能夠較好地解決上述電力系統(tǒng)的問題，對(duì)于優(yōu)化電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，改進(jìn)電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量水平具有重要的推進(jìn)作用。加快電網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行系統(tǒng)中智能無功補(bǔ)償技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，已經(jīng)成為電力企業(yè)重點(diǎn)研究的課題之一。

1 智能無功補(bǔ)償技術(shù)在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中的重要作用

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)成為當(dāng)代各行各業(yè)前進(jìn)的主要推動(dòng)力。作為電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)高度發(fā)展并相互結(jié)合的結(jié)果，電網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行管理技術(shù)在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用，并獲得廣泛的應(yīng)用。但電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)并非完美無缺。實(shí)際上，電力系統(tǒng)運(yùn)行中，單相牽引負(fù)荷會(huì)發(fā)生復(fù)雜的變化，會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)中無功功率升高，并在系統(tǒng)中注入負(fù)序以及諧波，成為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的不穩(wěn)定因素，同時(shí)使電力系統(tǒng)資源利用效率明顯降低，進(jìn)而影響了電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。諧波、無功、負(fù)序這三個(gè)問題已經(jīng)成為影響當(dāng)前電力系統(tǒng)運(yùn)行過程的最顯著問題。為妥善解決這三個(gè)問題，國(guó)外有關(guān)單位進(jìn)行了大量相關(guān)研究，起的了一定進(jìn)展。但由于我國(guó)人口基數(shù)大，用電需要也比國(guó)外大得多，電力自動(dòng)化系統(tǒng)承擔(dān)的負(fù)荷也遠(yuǎn)超外國(guó)，非線性因素給電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)造成了大量的無法預(yù)估的問題，嚴(yán)重威脅著電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。這些年來，許多大型電力企業(yè)都發(fā)生了嚴(yán)重的質(zhì)量事故，給企業(yè)和國(guó)家造成了重大經(jīng)濟(jì)損失。經(jīng)過深入調(diào)查，事故的根本原因都是電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中諧波、無功和負(fù)序問題沒有妥善解決造成的。在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用推廣智能無功補(bǔ)償技術(shù)，是當(dāng)前解決電網(wǎng)運(yùn)行安全問題的重要措施，是保障供電安全和生產(chǎn)活動(dòng)順利開展的有效手段，對(duì)于提高電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)我國(guó)電力事業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

2 智能無功補(bǔ)償技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化管理中應(yīng)用現(xiàn)狀

針對(duì)電力系統(tǒng)非線性因素引發(fā)的不可控問題，我國(guó)進(jìn)一步加大了無功補(bǔ)償科研力度。經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)取得了一定成效?，F(xiàn)階段我國(guó)電力系統(tǒng)中智能無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用包括：

2.1 真空斷路投切電容器

該設(shè)備屬于無功補(bǔ)償設(shè)備，具有造價(jià)低，易操作等特點(diǎn)。缺點(diǎn)是合閘時(shí)有較大概率會(huì)形成較大電壓，進(jìn)而使設(shè)備遭受損害。同時(shí)，該設(shè)備不具備頻繁投切操作的耐受力，如果投切頻繁，會(huì)使設(shè)備的使用壽命大幅降低。

2.2 可控飽和電抗器

該設(shè)以調(diào)節(jié)電抗器飽和程度為手段，改變整個(gè)電力回路的電流，從而使得并聯(lián)濾波器中產(chǎn)生的無功功率與感性電流進(jìn)行相互抵消，并達(dá)到平衡點(diǎn)。其缺點(diǎn)是該設(shè)備在運(yùn)行過程中有諧波形成，同時(shí)產(chǎn)生很大的噪音，對(duì)于設(shè)備使用壽命不利。

2.3 有源濾波器

該設(shè)備可以產(chǎn)生于負(fù)序電流相反的電流，二者互相抵消，從而達(dá)到消除負(fù)序電流的目的。該設(shè)備具有無功補(bǔ)償快、調(diào)節(jié)迅速、無諧波產(chǎn)生等特點(diǎn)。其缺點(diǎn)是造價(jià)高昂，不利于廣泛推廣使用。

2.4 固定濾波器

該設(shè)備與電容器和電抗器聯(lián)合使用，通過對(duì)低壓側(cè)母線電壓的調(diào)節(jié)，達(dá)到降低無功功率的目的。需要注意的是，使用這個(gè)設(shè)備時(shí)，必須提前裝好晶閘管和通斷開關(guān)，以保障濾波功能的實(shí)現(xiàn)。

3 電力自動(dòng)化系統(tǒng)中智能無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用方法

3.1 正確選擇智能無功補(bǔ)償?shù)姆绞?/p>

不同類型的無功補(bǔ)償技術(shù)所具有的特點(diǎn)也不一樣。在實(shí)際工作中，要根據(jù)具體的應(yīng)用環(huán)境選擇正確的無功補(bǔ)償方式。在進(jìn)行智能無功補(bǔ)償方式選擇時(shí)要堅(jiān)持以下幾個(gè)原則：（1）要堅(jiān)持動(dòng)態(tài)補(bǔ)償與固定補(bǔ)償向結(jié)合的方式。當(dāng)前，電力系統(tǒng)正向著規(guī)模擴(kuò)大化、系統(tǒng)集成化和負(fù)荷變化復(fù)雜化的方向發(fā)展著。日趨復(fù)雜的負(fù)荷變化，使得無功補(bǔ)償工作難度大幅增加。原有的固定補(bǔ)償方式已經(jīng)不再適應(yīng)當(dāng)代負(fù)荷不斷變化的電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境。在選擇無功補(bǔ)償方式時(shí)，必須將固定補(bǔ)償和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償兩種方式有機(jī)結(jié)合到一起，以期實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償?shù)撵`活性。（2）要堅(jiān)持綜合型智能無功補(bǔ)償方式。隨著電力系統(tǒng)中應(yīng)用的電氣設(shè)備數(shù)量的增多，電網(wǎng)的三相不平衡問題日趨嚴(yán)重。原有的三項(xiàng)共補(bǔ)方式已經(jīng)不能滿足目前的電力需求。由于采用單相補(bǔ)償技術(shù)花費(fèi)的費(fèi)用較高，通過智能綜合補(bǔ)償，可以有效降低補(bǔ)償技術(shù)所需花費(fèi)。同時(shí)，采用智能綜合補(bǔ)償，也是保障無功補(bǔ)償實(shí)用效果的必然需求。（3）快速跟蹤補(bǔ)償技術(shù)是一種新型的補(bǔ)償技術(shù)，使其與穩(wěn)定態(tài)補(bǔ)償技術(shù)結(jié)合使用，是電力自動(dòng)化無功補(bǔ)償?shù)囊粋€(gè)重要的發(fā)展方向。

3.2 正確選擇電力系統(tǒng)中智能無功補(bǔ)償投切開關(guān)

投切開關(guān)是智能無功補(bǔ)償技術(shù)的重要組成因素，對(duì)于無功補(bǔ)償工作效率和電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行具有重要影響?，F(xiàn)階段，電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償技術(shù)中使用的投切開關(guān)有以下幾個(gè)類型：（1）固態(tài)繼電器。作為電力系統(tǒng)中比較常見的投切開關(guān)，固態(tài)繼電器可以針對(duì)預(yù)設(shè)情況立即作出反應(yīng)，由于在投切過程中沒有額外的負(fù)荷產(chǎn)生，所以設(shè)備不容易損壞，使用期限更長(zhǎng)。使用固態(tài)繼電器會(huì)產(chǎn)生較大的噪音并發(fā)生諧波，也會(huì)對(duì)設(shè)備造成一定損耗。（2）一體化智能開關(guān)。該設(shè)備實(shí)際上是固態(tài)繼電器和接觸器并聯(lián)使用的結(jié)果，作為投切開關(guān)，它兼具固態(tài)繼電器和接觸器的優(yōu)點(diǎn)，投切速度快，能量損耗低。不過一體化智能開關(guān)造價(jià)相對(duì)較高，推廣阻力較大。（3）智能一體化開關(guān)。它是低壓真空技術(shù)和永磁技術(shù)發(fā)展到一定水平后結(jié)合的產(chǎn)物，不僅可以實(shí)現(xiàn)電容過零投切，而且具有經(jīng)濟(jì)效益較好、安全可靠、使用周期較長(zhǎng)的特點(diǎn)。

3.3 智能無功補(bǔ)償技術(shù)對(duì)無功控制措施

智能無功補(bǔ)償技術(shù)，是將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于電網(wǎng)自動(dòng)控制，通過對(duì)三相電流、電壓和電力系統(tǒng)中無功變化的追蹤調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)將無功功率轉(zhuǎn)變?yōu)榭煽氐奈锢砹窟M(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制及消除的方法。在智能無功補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn)過程中，投切限量的確定受電力用戶預(yù)設(shè)的功率影響，需要根據(jù)模糊控制理論，進(jìn)行合理的電容器組合選擇。要以三相各自產(chǎn)生的無功功率為依據(jù)，進(jìn)行電容組合的選擇，同時(shí)要堅(jiān)持取平補(bǔ)齊的原則，從而有效提高無功補(bǔ)償?shù)木取＞唧w要做的以下兩點(diǎn)：（1）科學(xué)的設(shè)置電壓限制條件。在設(shè)置禁切值和禁投值時(shí)，要以無功功率的實(shí)際大小為依據(jù)，針對(duì)性地設(shè)置投切的限制閥值，從而保障無功補(bǔ)償?shù)男屎途?。?）合理的設(shè)定投切的延時(shí)功能。通過調(diào)整延時(shí)時(shí)間，以達(dá)到對(duì)補(bǔ)償情況的動(dòng)態(tài)跟蹤。

4 結(jié)束語

電力系統(tǒng)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活的基礎(chǔ)保障設(shè)施，它的正常穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全和國(guó)防安全都有著直觀重要的影響。智能無功補(bǔ)償技術(shù)對(duì)于電網(wǎng)運(yùn)行過程中非線性因素引發(fā)的不可控問題，具有顯著的防范作用，加強(qiáng)智能無功補(bǔ)償技術(shù)的深入開發(fā)與推廣應(yīng)用，是改善我國(guó)電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境，提高電網(wǎng)運(yùn)行效率，保障供電安全的重要措施。

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