胡宗金（山東威海明安電力安裝工程有限公司，山東威海 264200）

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關(guān)于城市配電網(wǎng)無功補償技術(shù)的探討

胡宗金
（山東威海明安電力安裝工程有限公司，山東威海 264200）

【摘要】在城市配電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模逐漸擴大的背景下，以電網(wǎng)無功補償技術(shù)的應(yīng)用能夠為提高供電的穩(wěn)定性、降低供電損耗并提升電能質(zhì)量奠定基礎(chǔ)，進而為提升供電企業(yè)的經(jīng)濟效益、實現(xiàn)配電網(wǎng)的高效、經(jīng)濟且安全運行，滿足城市實際用電之需奠定基礎(chǔ)。本文針對城市配電網(wǎng)無功補償技術(shù)進行了研究與探討，對無功補償策略與方式進行了具體分析，以供參考。

【關(guān)鍵詞】城市配電網(wǎng) 無功補償技術(shù) 方法 策略 研究

在社會主義經(jīng)濟迅速發(fā)展的背景下，為了滿足城市日益增長的用電需求，我國城市配電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模逐漸擴大，而為了確保供電的安全性與可靠性，進而避免供電事故的發(fā)生，并提高供電企業(yè)的經(jīng)濟效益，則就需要經(jīng)濟的將電網(wǎng)無功補償技術(shù)進行完善應(yīng)用。借助這一技術(shù)，能夠為實現(xiàn)對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化并提高供電的穩(wěn)定性與電能質(zhì)量，滿足城市生產(chǎn)與居民生活的用電需求。

1 電網(wǎng)無功補償原理與技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

這一技術(shù)的基本原理則是借助具有容性與感性功率負荷裝置并聯(lián)于同一電路之中，進而促使能量在這兩種負荷間實現(xiàn)交換，借助容性負荷所輸出的無功功率來補償感性負荷所需要的無功功率。在缺少電容器來實現(xiàn)無功功率補償?shù)那闆r下，供電線路中的無功功率會因此而被消耗，相應(yīng)的線路變壓器容量加大，而當(dāng)用戶側(cè)無功補償能量缺乏時，線路的整體能耗量加大，相應(yīng)設(shè)備的使用效率隨之降低，進而降低了線路供電的穩(wěn)定性，并使得相應(yīng)供電效益隨之大打折扣。而以無功功率來實現(xiàn)動態(tài)補償后，則能夠避免無功倒送情況的發(fā)生，這樣不僅能夠提升電能的質(zhì)量，同時還能夠降低供電損耗，為提升供電企業(yè)的綜合效益奠定基礎(chǔ)。

2 五種電網(wǎng)無功補償策略的優(yōu)劣勢分析

2.1 同步調(diào)相法

這一無功補償技術(shù)誕生較早，能夠同時滿足靜態(tài)與動態(tài)無功補償之需，實現(xiàn)無功補償?shù)脑硎墙柚鄳?yīng)監(jiān)控系統(tǒng)，通過對電壓的監(jiān)測，利用勵磁控制來實現(xiàn)無功的發(fā)出，同時以電壓調(diào)節(jié)器與相應(yīng)監(jiān)控反饋裝置，實現(xiàn)對無功功率的優(yōu)化，進而確保供電線路兩端電壓能夠處于穩(wěn)定狀態(tài)，以確保供電的穩(wěn)定性。而這一無功補償技術(shù)在實際應(yīng)用的過程中，逐漸呈現(xiàn)出了一系列不足之處，主要表現(xiàn)在實際運行的過程中，其自身的損耗大，同時所產(chǎn)生的噪音也相對較大，并且相應(yīng)維護工作較為復(fù)雜；此外，在進行動態(tài)無功補償時，其反應(yīng)的速度偏慢，因此，在當(dāng)前的配電網(wǎng)系統(tǒng)中其現(xiàn)有的功能難以滿足實際使用之需。

2.2 電容器

電容器主要提供的是靜態(tài)無功補償，在實際應(yīng)用的過程中，一般是在母線上以并聯(lián)或是串聯(lián)的方式來安置電容器，并輔以電抗器，這樣在變電站就能夠?qū)崿F(xiàn)集中補償。通過實踐應(yīng)用表明，使用電容器來實現(xiàn)無功補償?shù)闹饕獌?yōu)勢是能夠提供的無功容量較大，且在實際落實運維管理工作時相對較為簡單，并且可以滿足大功率且遠距離輸電形式下對無功補償所提出的要求。而所存在的不足之處在于：無法滿足實時動態(tài)無功補償?shù)男枨?，在實際應(yīng)用的過程中需要人工來實現(xiàn)對電容量補償?shù)目刂?，同時面對當(dāng)前相對較為復(fù)雜的城市配電網(wǎng)絡(luò)，相應(yīng)負荷波動較大，因此，以此種方式來進行無功補償則難以滿足實際需求。

2.3 SVC、STATCOM以及VQC

首先，SVC。這一靜止無功補償器主要是借助TCR與TSC或是二者混合的形式來實現(xiàn)無功補償?shù)墓δ?，在運行的過程中，主要是借助晶閘管的使用來實現(xiàn)對投切的控制，通過相應(yīng)監(jiān)測反饋信息來實現(xiàn)無功補償以確保電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性，提升電能質(zhì)量。采用這一無功補償裝置，主要呈現(xiàn)出的優(yōu)點在于借助晶閘管的使用，可實現(xiàn)連續(xù)與動態(tài)的無功補償，反應(yīng)速度相對極快，能夠滿足電網(wǎng)負荷變動較大情況下的使用需求。但是也存在一定的不足之處，主要是不可控的關(guān)斷使得在實際進行無功補償時諧波較大，進而相應(yīng)電能質(zhì)量隨之下降。其次，在STATCOM的使用上。這一無功補償裝置的性能較高，在實際應(yīng)用的過程中能夠有效的保證電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性與安全性，且在靜動態(tài)無功補償?shù)膽?yīng)用中都表現(xiàn)出了這一優(yōu)勢，但是基于成本過高而難以實現(xiàn)推廣性應(yīng)用。最后，VCQ這一無功補償策略的應(yīng)用兼顧了所有策略的優(yōu)勢性能。

3 城市配電網(wǎng)無功補償技術(shù)的實際應(yīng)用方式

3.1 集中補償與隨器補償

在集中補償上，主要是基于變電站下來實現(xiàn)的，能夠以分級平衡的方式來實現(xiàn)對電網(wǎng)無功功率的補償，采用的主要裝置為電容器等，通過對優(yōu)化供電線路母線電壓來確保補償無功損耗，確保供電線路的安全可靠運行。采用這一方法雖然降損效果不佳，但是運維管理工作開展便利。在隨器補償方法下，通過對無功損耗的補償能夠減低損耗的基礎(chǔ)上，優(yōu)化電能質(zhì)量，在使用的過程中表現(xiàn)出了很強的經(jīng)濟實用性，但是，因安裝格局分散而導(dǎo)致投資較大且運維工作開展不方便。

3.2 線路桿上補償與隨機補償

在配電線路上實現(xiàn)桿上補償這一無功補償方法，能夠以分段安裝電容器的方式來實現(xiàn)，因采用的是單點式補償，所以在實際進行控制時相對簡單方便，能夠滿足線路與公用變壓器對無功補償所提出的需求。在實踐應(yīng)用過程中表現(xiàn)出操作方便且投入小的優(yōu)勢特點，在功率因數(shù)低且電壓負荷較大的長距離運輸線路中更為適用。不足之處在于因離變電站較遠，保護控制方面難度與投入較大，且對于重載情況該補償方式也難以滿足實際需求。采用隨機補償方式是借助電容器與電動機并聯(lián)的形式來實現(xiàn)的，通過對電動機無功消耗下勵磁的補償，能夠優(yōu)化無功負荷，降低有功損耗。在使用上簡單方便且易于維護，相應(yīng)性能良好且效益較高。

3.3 跟蹤補償與線路補償

前一種補償方式下，能夠基于用戶端實際無功負荷變化的情況來實現(xiàn)動態(tài)無功補償，但是相應(yīng)的控制保護裝置相對較為復(fù)雜，且在建設(shè)前期投入成本高。采用線路補償?shù)姆绞娇山档途€路損耗的同時，有效提升末端電壓，適用于35kV與10kV長距離線路。

4 結(jié)語

綜上所述，基于城市配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)發(fā)展的現(xiàn)狀，為了滿足城市用電需求，就需要以無功補償技術(shù)的應(yīng)用來提升電能質(zhì)量、確保供電的安全可靠性，并在降低損耗的基礎(chǔ)上來提高供電企業(yè)的經(jīng)濟效益。在實際應(yīng)用這一技術(shù)的過程中，要結(jié)合實際情況來科學(xué)選擇無功補償?shù)牟呗耘c方法，以確保在應(yīng)用這一技術(shù)的過程中實現(xiàn)綜合效益的最大化。

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