◎ 張建偉 蔣凱巍

隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對于電力質(zhì)量有了更高的標(biāo)準(zhǔn)。電力系統(tǒng)需要發(fā)揮技術(shù)進(jìn)步的作用，提升穩(wěn)定性與安全性。智能無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用可以提升輸電電壓的穩(wěn)定性。針對技術(shù)的應(yīng)用，要依據(jù)相應(yīng)的原則，明確要點(diǎn)，發(fā)揮新技術(shù)的優(yōu)勢。

一、電力自動(dòng)化智能無功補(bǔ)償技術(shù)的引入

1.無功補(bǔ)償?shù)暮x。

電力自動(dòng)化從應(yīng)用意義上來講，智能無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用是指電氣無件由于磁場的作用，會(huì)產(chǎn)生“無用功”。線路運(yùn)行中存在無功功率，會(huì)增加電力系統(tǒng)的負(fù)荷，使得電壓難以得到有效的控制。為了消除這方面不利影響，電力系統(tǒng)引入補(bǔ)償元件，借助反向匯結(jié)抵消無功電流的影響，還可以對電氣設(shè)備起到保護(hù)作用。智能無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用不僅可以實(shí)現(xiàn)電力的合理規(guī)劃利用，相關(guān)元件可以實(shí)現(xiàn)保護(hù)，還可以實(shí)現(xiàn)電壓的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。

2.智能無功補(bǔ)償技術(shù)的優(yōu)勢。

智能無功補(bǔ)償技術(shù)可以理解為無功電壓管控技術(shù)，具有電磁感應(yīng)的特征。在技術(shù)的應(yīng)用中，智能無功補(bǔ)償技術(shù)借助電磁的互感效應(yīng)，解決電壓失衡問題。借助設(shè)定電流的輸送節(jié)點(diǎn)，保證長距離運(yùn)行穩(wěn)定。變壓器設(shè)備運(yùn)行時(shí)，結(jié)合依據(jù)電壓的變化有電磁互感產(chǎn)生，電壓可以更遠(yuǎn)的傳輸，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的作用，提高了電能的利用率。電力系統(tǒng)存在容抗和阻抗的電容器和電感器，可以消除電力系統(tǒng)的諧波。智能無功補(bǔ)償技術(shù)將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于電網(wǎng)的自動(dòng)化控制，對無功變化與三相電流加以追蹤并加調(diào)整。技術(shù)的應(yīng)用將發(fā)電機(jī)組中的無功功率添加到電網(wǎng)之中，電網(wǎng)可以協(xié)調(diào)、合理、有序地運(yùn)作。電力系統(tǒng)發(fā)生緊急情況，可以及時(shí)實(shí)施無功補(bǔ)償，緩解區(qū)域供電的壓力。還可以及時(shí)感應(yīng)信號(hào)混亂問題，將情況報(bào)送到服務(wù)終端，有利于系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

二、智能無功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用的主要設(shè)備

1.可控飽和電抗器。

此設(shè)備自身可以借助電抗器調(diào)節(jié)飽和度，電力的傳輸?shù)靡钥刂??？煽仫柡碗娍蛊鬟€可以控制電能消耗?？煽仫柡碗娍蛊髟谑褂弥校紤]到電流強(qiáng)度。由于電能頻率與電磁效應(yīng)，存在噪音污染問題。在實(shí)際應(yīng)用中，對于噪音要有控制措施。

2.真空斷路投切電容器。

此設(shè)備可以有效對電能傳輸加以控制，還可以控制電能傳輸中的損耗。真空斷路投切電容器的特點(diǎn)是以造價(jià)低廉，易于維護(hù)，操作簡單等，因此被廣泛應(yīng)用。真空斷路投切電容器的應(yīng)用存在電能損耗過多問題，在關(guān)閉電閘會(huì)有較大的電壓，導(dǎo)致電路損壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞電力設(shè)備。

3.濾波器。

智能無功補(bǔ)償技術(shù)常用兩種濾波器，分別為固定濾波器和有源濾波器。智能無功補(bǔ)償技術(shù)中，濾波器可以起到調(diào)節(jié)的作用，可以快速實(shí)施補(bǔ)償，便于處理電路中的無功電流，避免諧波的發(fā)生。濾波器的缺陷是造價(jià)較高，不適用于大規(guī)模應(yīng)用。在實(shí)際應(yīng)用中，可以將電抗、電容與濾波器配合使用，將濾波器連在低壓線進(jìn)行調(diào)壓，以確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。但事先要在線路中安裝晶閘管，安裝好線路通斷閘，以提升濾波器的使用效果。

三、智能無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用對策

1.要依據(jù)的原則。

應(yīng)用智能無功補(bǔ)償技術(shù)要依據(jù)相應(yīng)的原則。電網(wǎng)的電流或電壓要加以調(diào)整，調(diào)整要結(jié)合電路的運(yùn)行與連通情況。無功補(bǔ)償可以采用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償或固定補(bǔ)償，智能無功補(bǔ)償?shù)倪x擇要將二者加以結(jié)合。傳統(tǒng)模式下的固態(tài)補(bǔ)償難以滿足當(dāng)前電力系統(tǒng)的發(fā)展，要結(jié)合連通情況與電壓、電流加以調(diào)整。電力傳輸中環(huán)境也會(huì)產(chǎn)生影響。大量電氣設(shè)備的投入，電力系統(tǒng)的三相不平衡會(huì)加重，傳統(tǒng)模式下多采用三相共補(bǔ)，發(fā)展到現(xiàn)在此技術(shù)已滯后。單相補(bǔ)償?shù)某杀据^高。無功補(bǔ)償方式的選擇要加以綜合考慮。采用智能綜合補(bǔ)償要避免電力損耗，控制運(yùn)行成本，保證補(bǔ)償效果?？焖俑櫻a(bǔ)償作為一項(xiàng)新技術(shù)，當(dāng)前已成熟應(yīng)用于電路系統(tǒng)中，與穩(wěn)定態(tài)補(bǔ)償技術(shù)組合應(yīng)用成為無功補(bǔ)償?shù)陌l(fā)展方向。

2.選擇智能無功補(bǔ)償投切開關(guān)。

針對固態(tài)繼電器要結(jié)合具體情況加以分析，避免造成的損失。固態(tài)繼電器的特點(diǎn)是可以長期使用，短期內(nèi)不用更換，使用此設(shè)備時(shí)電力系統(tǒng)不會(huì)有損失。固態(tài)繼電器的缺陷是噪音大，還有諧波。

使用一體化智能開關(guān)要結(jié)合固態(tài)繼電器。此設(shè)備的特點(diǎn)是可以快速投切，具有固態(tài)繼電器和接觸器的功能。使用方便，智能化效果高，可降低電力損耗。但缺陷是使用成本很高，很難大范圍推廣。

真空開關(guān)多采用低壓真空技術(shù)，技術(shù)應(yīng)用中還結(jié)合了永磁技術(shù)。智能一體化真空開關(guān)可以在電容過零條件下完成投切，可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確控制，可靠性高，使用成本也不高，使用壽命較強(qiáng)，可以推廣使用。

3.無功控制措施。

智能無功補(bǔ)償?shù)奶卣骺梢詫o功加以控制，通過計(jì)算機(jī)采集電流和電壓數(shù)據(jù)，可以連續(xù)跟蹤系統(tǒng)中的無功。完成無功功率采集分析后可以轉(zhuǎn)化為物理量。投切可以結(jié)合用戶的設(shè)定的功率，選用合適的電容器。主要措施包括設(shè)置電壓限制條件、禁切和禁投值，可結(jié)合無功功率設(shè)置投切限制；設(shè)置延時(shí)功能，發(fā)揮無功補(bǔ)償對時(shí)間的控制作用，以確保電路的穩(wěn)定運(yùn)行，跟蹤補(bǔ)償效果，將跟蹤補(bǔ)償數(shù)值設(shè)置為零。

四、無功補(bǔ)償技術(shù)的優(yōu)化措施

1.保證智能無功補(bǔ)償?shù)暮侠響?yīng)用。

在電力系統(tǒng)的發(fā)展中，要保證智能無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用效果，技術(shù)人員要重點(diǎn)關(guān)注如何選擇智能無功補(bǔ)償技術(shù)，借助合理的模式提升智能無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用的整體應(yīng)用效率。比如某地區(qū)的電力系統(tǒng)在實(shí)際的生產(chǎn)中，綜合應(yīng)用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償與固定補(bǔ)償?shù)?，相互結(jié)合的效果較好。由于供電的發(fā)展，電力系統(tǒng)的供配電模式有了很大的變化，系統(tǒng)載荷復(fù)雜化。電力系統(tǒng)更加需要智能無功補(bǔ)償技術(shù)。傳統(tǒng)模式下的單一補(bǔ)償模式有著明顯的弊端。該地區(qū)電力系統(tǒng)在傳統(tǒng)固定補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上，增加了動(dòng)態(tài)補(bǔ)償模式，提升了無功補(bǔ)償?shù)男Ч?。此外，該電力公司還借助綜合補(bǔ)償方法，通過公分結(jié)合，發(fā)揮智能無功補(bǔ)償技術(shù)的綜合優(yōu)勢。

無功補(bǔ)償?shù)陌l(fā)展趨勢穩(wěn)態(tài)補(bǔ)償與快速跟蹤補(bǔ)償相結(jié)合。從經(jīng)濟(jì)效益上，無功補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)成本與實(shí)際收益不平衡，影響了技術(shù)的推廣。穩(wěn)態(tài)補(bǔ)償與快速跟蹤補(bǔ)償相結(jié)合可提高功率因數(shù)、控制能源浪費(fèi)，提高整體效果。從長遠(yuǎn)發(fā)展來看，在保證電力系統(tǒng)有效運(yùn)作的前提下，針對用電量大、負(fù)荷變化快及的電力用戶實(shí)施無功補(bǔ)償，可以發(fā)揮智能動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)和固定補(bǔ)償技術(shù)共同作用的優(yōu)勢來彌補(bǔ)單一技術(shù)的缺陷。為了降低成本，可借助公分結(jié)合或快速跟蹤補(bǔ)償結(jié)合穩(wěn)態(tài)補(bǔ)償，以實(shí)現(xiàn)綜合效果。

2.合理選擇投切開關(guān)。

在電力自動(dòng)化中，引入智能無功補(bǔ)償技術(shù)，要保證投切開關(guān)的合理選擇。不同投切開關(guān)具有不同的應(yīng)用特點(diǎn)與優(yōu)勢。技術(shù)的應(yīng)用要考慮到如何保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性與效益性，如表1所示。

表1 投切開關(guān)特征對比

3.優(yōu)化設(shè)計(jì)控制器設(shè)備。

在技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，電力自動(dòng)化系統(tǒng)要有效提升電力系統(tǒng)的整體效率，減少能源損耗，需要對智能無功補(bǔ)償設(shè)備加以優(yōu)化設(shè)計(jì)。選擇智能無功補(bǔ)償控制器設(shè)備時(shí)，要綜合對比多種方案。結(jié)合市場提供的智能無功補(bǔ)償控制器特征，結(jié)合電力自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)際，綜合對比功率因數(shù)控制器與無功功率控制器。設(shè)備安裝中，要對線路半徑大于10km的重負(fù)配電線路重點(diǎn)分析。對于供電電壓穩(wěn)定性較差的線路，借助無功補(bǔ)償裝置對負(fù)載率不小于70%的變壓器設(shè)備實(shí)施無功補(bǔ)償。在線路補(bǔ)償時(shí)，還結(jié)合線路的電網(wǎng)變壓器空載損耗、無功負(fù)荷的數(shù)據(jù)。在單組配置條件下，補(bǔ)償容量選擇標(biāo)準(zhǔn)為無功缺額60—70%；在兩組配置條件下，要結(jié)合無功缺額的80—85%加以選擇；三組配置要依據(jù)無功缺額85—90%加以選擇。

4.增強(qiáng)補(bǔ)償控制能力。

電力系統(tǒng)應(yīng)用無功補(bǔ)償技術(shù)，可以提升對系統(tǒng)的控制能力，可以提升電力自動(dòng)化的整體效果。如某地區(qū)的電力企業(yè)將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)納入到電力自動(dòng)化系統(tǒng)，提升了智能無功補(bǔ)償?shù)目刂菩Ч?。利用智能無功補(bǔ)償技術(shù)可以將系統(tǒng)中的電流、電壓、無功變化作為了控制的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，電力自動(dòng)化的控制效果得以提升。該地區(qū)電力公司還憑借對智能無功補(bǔ)償技術(shù)的掌握情況，結(jié)合配電系統(tǒng)中的無功功率，提升了補(bǔ)償精度。在技術(shù)的應(yīng)用中，采取了控制投切時(shí)間、控制電壓限制的方式，對電力系統(tǒng)加以優(yōu)化設(shè)計(jì)，對系統(tǒng)的安全網(wǎng)絡(luò)加以設(shè)計(jì)。對系統(tǒng)的層面設(shè)計(jì)時(shí)，借助防火墻以及物理隔離對智能無功補(bǔ)償進(jìn)行安全性防護(hù)。安裝web發(fā)布服務(wù)器，用于管理智能無功補(bǔ)償與電力自動(dòng)化系統(tǒng)，設(shè)備數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)化交流，滿足數(shù)據(jù)共享的目的。子站通過GPRS數(shù)據(jù)加密保護(hù)，確保數(shù)據(jù)傳輸和使用的安全性、可用性。

五、結(jié)束語

在電力系統(tǒng)中，智能無功補(bǔ)償技術(shù)具有多方面的優(yōu)勢，提升運(yùn)行效率的同時(shí)，保證電力自動(dòng)化的穩(wěn)定性。在技術(shù)的應(yīng)用中，要合理選擇智能無功補(bǔ)償方式，以增強(qiáng)智能無功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用效果。