喻光禮

摘 要：無功電力對于供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行存在著直接的影響，在供電實(shí)踐中，需要采取措施有效的解決無功補(bǔ)償所存在的問題，對于電力的發(fā)展影響深遠(yuǎn)。

關(guān)鍵詞：10kV；城市配網(wǎng)；無功補(bǔ)償；優(yōu)化設(shè)計(jì)；研究

引言

電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行中通過使用無功優(yōu)化以及無功補(bǔ)償?shù)姆绞侥軌蛴行У慕档碗娋W(wǎng)運(yùn)行中的線損，同時(shí)可以全面提升整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性，這也是電力供電系統(tǒng)中未來發(fā)展的主要方向之一。本文從當(dāng)前的國內(nèi)外無功補(bǔ)償優(yōu)化設(shè)計(jì)方面進(jìn)行綜合的分析和研究，就當(dāng)前無功補(bǔ)償方面所存在的問題展開研究和分析，以更好的促進(jìn)電力技術(shù)的發(fā)展。

1 相關(guān)理論

1.1 無功補(bǔ)償?shù)幕驹?/p>

在正常供電的過程中，電感負(fù)載通常都需要補(bǔ)償大量的無功功率，在實(shí)踐中通常有兩種方法可以提供：一是輸電系統(tǒng)，二是補(bǔ)償電容器。如果是第一種情況，在設(shè)計(jì)的過程中，需要充分的考慮到有功功率，同時(shí)還應(yīng)該考慮到無功功率。輸電系統(tǒng)進(jìn)行無功功率的傳輸，就會(huì)給整個(gè)線路與變壓器帶來加大的電力損耗，從而導(dǎo)致了電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益受到影響。補(bǔ)償電容器可以給整個(gè)系統(tǒng)提供無功功率，從而還能夠有效的防止電能消耗。

1.2 無功的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償

根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際情況來分析，高壓側(cè)或者低壓側(cè)都能夠?qū)崿F(xiàn)補(bǔ)償。但是低壓側(cè)的補(bǔ)償會(huì)更好的降低輸電過程中電能的損耗，還能有效的提升變壓器、輸電線路以及負(fù)載端的電壓，也就是說補(bǔ)償電容器的安裝位置距離負(fù)載端越近，經(jīng)濟(jì)效益也就越高。

2 無功補(bǔ)償?shù)脑瓌t

根據(jù)實(shí)際情況綜合布置，并且合理進(jìn)行補(bǔ)償，保證系統(tǒng)的合理性，主要內(nèi)容如下。

保證總體與局部的平衡，要能夠?qū)崿F(xiàn)供電網(wǎng)絡(luò)的總體平衡，同時(shí)還應(yīng)該確保各個(gè)分支部分的平衡性。

集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合，分散補(bǔ)償作為主要的補(bǔ)償方式，將整個(gè)線路中負(fù)荷集中的位置實(shí)施全面的補(bǔ)償，既應(yīng)該在變電站的位置上實(shí)現(xiàn)集中的補(bǔ)償，還應(yīng)該在配電線路、變壓器以及用電設(shè)備位置上實(shí)施分散補(bǔ)償，從而可以確保整個(gè)線路內(nèi)實(shí)現(xiàn)平衡性，降低長距離輸送所存在的電能損失。

降損與調(diào)壓相結(jié)合，以降低電能損耗為主要目的，同時(shí)還可以進(jìn)行調(diào)壓。該方法一般應(yīng)用在遠(yuǎn)距離輸電中，且分支線路多、負(fù)荷分散等線路中，該線路的能量損失量比較大。如果需要對該線路進(jìn)行補(bǔ)償，可以大大提升整體線路的供電能力。

供電部門與用戶補(bǔ)償結(jié)合在一起，從供電實(shí)際情況來分析，當(dāng)前的無功消耗有60%都出現(xiàn)在變壓器上，其他的部分則存在于用戶中，如果二者結(jié)合起來，可以有效的方式輕載或者空載的過時(shí)補(bǔ)償?shù)拇嬖?，補(bǔ)償?shù)男Ч簿碗y以顯現(xiàn)，效果也不是很好。

3 10kV城市配網(wǎng)無功補(bǔ)償優(yōu)化設(shè)計(jì)

從上文中的總結(jié)可以了解到，無功補(bǔ)償對于10kV城市供電網(wǎng)絡(luò)來說是很重要的，其優(yōu)勢主要有以下的幾點(diǎn)：

（1）需要確定的無功補(bǔ)償因素。要想對10kV配電線路進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化處理，就應(yīng)該分析其具體有哪幾個(gè)方面的影響因素。

（2）無功補(bǔ)償點(diǎn)的確定。為了加強(qiáng)線路管理、減少維修量，可以在每條的饋線中合理的確定補(bǔ)償點(diǎn)，根據(jù)要求數(shù)量不能少于5個(gè)；

（3）從最小負(fù)荷方式入手，來準(zhǔn)確的確定無功補(bǔ)償容量參數(shù)。從當(dāng)前的10kV配電網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況出發(fā)，很多的無功補(bǔ)償都是由明確規(guī)定的，不能隨意調(diào)整，所以要想有效的避免存在配電網(wǎng)的倒送無功的現(xiàn)象存在，就需要選擇使用最小負(fù)荷方式計(jì)算潮流，以補(bǔ)償點(diǎn)流出的無功量來確定參數(shù)，從而可以實(shí)現(xiàn)城市配電網(wǎng)系統(tǒng)的整體優(yōu)化，保證供電的順利進(jìn)行；

（4）負(fù)荷超出了一定的要求，需要適當(dāng)?shù)脑黾友a(bǔ)償點(diǎn)。城市配電網(wǎng)實(shí)施無功補(bǔ)償?shù)倪^程中，補(bǔ)償?shù)娜萘啃枰鶕?jù)最為負(fù)荷進(jìn)行確定，然后在在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷運(yùn)行之下進(jìn)行檢查，保證其能夠滿足供電的需要。對于某點(diǎn)位置上的電壓超出規(guī)定的值時(shí)，應(yīng)該根據(jù)具體的情況增加補(bǔ)償點(diǎn)來進(jìn)行調(diào)節(jié)，需要在制定的位置上進(jìn)行補(bǔ)償，通過數(shù)據(jù)的計(jì)算確定補(bǔ)償值，最終以滿足了電壓的要求為止。

4 無功補(bǔ)償方式的選擇

為了有效的保證電網(wǎng)功率因數(shù)符合要求，可以根據(jù)需要來選擇變電站集中補(bǔ)償?shù)姆绞絹磉m當(dāng)?shù)奶嵘摂?shù)據(jù)。如果城市配電網(wǎng)線路只存在低壓系統(tǒng)，通常為下面兩類：第一，在設(shè)備容量較低且線路的負(fù)荷參數(shù)相對來說較為問題，此時(shí)可以通過低壓集中補(bǔ)償與就地補(bǔ)償?shù)姆绞絹韺?shí)現(xiàn)；第二，容量超出了一定的范圍，負(fù)荷也嚴(yán)重超出，可以低壓自動(dòng)補(bǔ)償與就地補(bǔ)償聯(lián)合進(jìn)行，但是后者只應(yīng)用在負(fù)荷嚴(yán)重超標(biāo)的位置上，或者是整個(gè)線路中沖擊較大的區(qū)域中。具體的補(bǔ)償方法如下所示：

（1）隨機(jī)補(bǔ)償法。該方法在實(shí)踐中主要是應(yīng)用電動(dòng)機(jī)與低壓電容器連接起來，然后在通過采取合理的方式進(jìn)行設(shè)備的控制實(shí)現(xiàn)與電動(dòng)機(jī)同時(shí)投切，通常情況下都是使用在電動(dòng)機(jī)的無功消耗方面，對于電力的使用企業(yè)來說無功負(fù)荷的補(bǔ)償效果比較明顯。

（2）隨器補(bǔ)償法。該方法在實(shí)踐中需要使用低壓保險(xiǎn)裝置將低壓電容器與配電變壓器連接，通常是位于其一側(cè)的位置上，主要就是為了更好的進(jìn)行空載無功功率的補(bǔ)償。

（3）跟蹤補(bǔ)償法。該方法在應(yīng)用實(shí)踐中主要就是將無功補(bǔ)償投切設(shè)備來進(jìn)行整個(gè)部分的控制與保護(hù)，在通過使用低壓電容器組補(bǔ)償在大用戶母線上一種具體的方式，其可以更好的進(jìn)行無功補(bǔ)償，效果也非常好。根據(jù)該方法的主要特性，其通常是應(yīng)用在專用配電用戶中，效果比較好，可以更好的降低線路的損耗，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。

5 無功補(bǔ)償優(yōu)化計(jì)算方法

社會(huì)不斷的向前發(fā)展，科技水平有了較大的提升，很多新型的無功補(bǔ)償優(yōu)化計(jì)算方法被研發(fā)出來，對于整個(gè)電力工業(yè)來說都起到了非常重要的作用，比如粒子群算法，該方法也可以稱之為粒子群優(yōu)化算法，也是目前數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確的一種計(jì)算方法，與遺傳算法基本相同，也是隨機(jī)解除法，運(yùn)用迭代來獲取最優(yōu)解，然后在運(yùn)用舒適度來獲取解的品質(zhì)，比遺傳算法相對簡單一些，可以通過計(jì)算獲取當(dāng)前最優(yōu)解的方式來獲得全部的最優(yōu)參數(shù)。通過實(shí)踐應(yīng)用可以發(fā)現(xiàn)，該計(jì)算方法比較簡單、數(shù)據(jù)精度比較高，已經(jīng)被該領(lǐng)域的應(yīng)用專家所重視，展現(xiàn)出非常明顯的優(yōu)勢，可以更好的促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。在實(shí)踐中對10kV城市配電網(wǎng)實(shí)施無功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化設(shè)計(jì)過程中，在一些實(shí)際情況中可以運(yùn)用該方法進(jìn)行計(jì)算，如果計(jì)算過程中可以通過改進(jìn)粒子群算法來最終確定補(bǔ)償點(diǎn)，從而可以更好的保證數(shù)據(jù)的精度符合要求。積極的選擇更加先進(jìn)的計(jì)算方法，可以更要的實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)的電能消耗，促進(jìn)電力事業(yè)的發(fā)展。

6 結(jié)語

近年來，我國的配電網(wǎng)工程建設(shè)數(shù)量持續(xù)增加，電力行業(yè)中已經(jīng)逐漸的認(rèn)識(shí)到供電安全以及損耗所帶來的影響，并且對于該問題也提起了足夠的重視。在此基礎(chǔ)上，深入的研究無功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化，實(shí)現(xiàn)能源消耗的降低，提升經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]無功補(bǔ)償在10kV配電網(wǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用分析[J]. 伏磊. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2012（03）

[2]10kV線路無功補(bǔ)償技術(shù)在農(nóng)網(wǎng)中的應(yīng)用分析[J]. 劉從洪，鄧曉林. 四川電力技術(shù). 2010（06）

[3]10kV配電線路無功補(bǔ)償技術(shù)探討[J]. 楊敏. 機(jī)電信息. 2012（36）