（蒙牛乳业（沈阳）有限责任公司 辽宁沈阳 110122）
摘要：现当今，随着我国经济的快速发展，使得对电力需求不断增大。同时，也促使我国电网结构不断优化，发电、输电能力不断提高。但相对于主网的发展，我国配电网建设及发展速度明显滞后，特别是无功分布不合理、补偿设备少、投运率低等现象长期存在，使得系统运行电压质量难以得到保证，网络损耗问题日益突出。
关键词：配电网；无功补偿；谐波治理技术；应用
引言
在电网需求不断变化的背景下，国家电网必须主动对配电网结构进行改革优化，提高输电效率与用电稳定性。通过对我国目前多数电力企业的配电工作分析可知，无功分布不均衡、无功补偿体系不健全、投运效率低、谐波问题严重等问题，直接或间接对配电网运行造成影响。
1无功补偿的意义
在交流电路中，电源在一个周期内负载电阻所消耗的功率或发出瞬时功率的平均值称之为有功功率。有功功率是将电能转换为其他形式能量，比如热能、机械能、光能等等，用来保障电力设备的正常运行。无功功率相对比较抽象，它主要用于在电气设备中建立和维持磁场的电功率，完成电场与磁场的能量交换。电气设备中只要安装电磁线圈，设备运行就需要建立磁场，就会消耗无功功率[9]。无功功率虽然并不对外做功，但所起的作用却是不可替代的，比如说，电力系统中常见的异步电动机、电力变压器等用电设备，大多是阻感负载，这些用电设备正常运行时都会消耗大量的无功功率，如果系统中的无功功率满足不了电力用户的实际需求，很多设备会因无功功率不足而无法建立正常的工作电磁场，这些设备的工作环境将很难达到额定状态，在此种情况工作，设备的端电压将会下降，导致用电设备也将无法正常运转，进而会产生一系列的问题。就目前电网运行现状来看，发电机端和高压输电线上供给的无功功率，已经远远满足不了用电负荷对无功功率的实际需要。在各级电网中设置相应的无功补偿装置对电网进行无功功率补偿，以此来满足电力用户的设备工作需求，保证各种电力设备正常运转，提高设备的实际利用率，这也是电网中需要对无功功率进行进行补偿的主要原因。无功功率和有功功率是保障电网电能质量的重要组成部分，在电力系统中应当采取行之有效的保护措施来保持有功功率和无功功率之间的平衡，电网中无功功率如果过低，可能会引起系统的功率因数异常、电压出现异常波动，由此产生的谐振现象可能会直接导致电力设备损坏等等，极端情况下甚至会出现电力系统电压崩溃、大面积停电的严重事故。因此，在电力系统中可以通过加装无功补偿装置等措施来维持电网的无功功率平衡，可以大幅度提高系统中各用电设备的实际使用效率，降低设备的无功功率损耗，进而提高设备的功率因数。这对电力系统中的发输电设备、所有用电设备以及对整个电网的节能减排、电能质量和安全运行等方面都有着极为重要的意义。
2治理技术
2.1SVG设备
SVG设备的运行基于IGBT技术实际工作效能，该设备的合理应用可以有效补偿无功损耗，以降低谐波的产生，提高配电网运行的质量与稳定。在IGBT技术的支持下，可以有效提高无功补偿工作效能，降低电网运行管理的不必要损失。
2.2运行方式
SVG设备在实际运行时，主要通过传感器对补偿设备的电压与电流进行检测，以快速收集相关数据信息并反馈到运算系统，电流运算系统会快速计算出设备需要的无功补偿量、谐波产生量、不均衡分量等。基于系统计算的数据结果可以对SVG设备发出相关指令，以驱动特定电路作用于IGBT等相关电子元件，以对补偿对象输入可控的电流与电压，以实现对配电网设备功率的补偿和电网谐波的抑制。设备通过整流逆变的特殊工作方式，对外输出与配电网系统同频率但幅值不同的工作电压，并通过电抗器设备安全接入配电网系统，以此合理抑制电网谐波现象的发生，合理补偿配电网功率损失，提高配电网电能使用效率与安全。
2.3检测原理
当SVG设备用于对配电网无功补偿与谐波治理时，可以发现设备将配电网产生的谐波信号与无功功率信号进行了汇总，以提高配电网治理的整体效果。通过采取该种补偿治理工作模式，无功补偿工作效能得到了明显提升。通过对SVG设备的治理效果与检测原理进行研究分析可知，该设备的检测补偿工作，主要建立在瞬时功率理论的基础上，以完成对配电网谐波与无功补偿工作。基于瞬时功率理论研究可知，无延迟分离信号可以得到有效处理，通过对谐波、无功功率、负序等电网信号进行瞬态管理，可以充分发挥出SVG设备的应用价值，以抵消电网谐波、控制无功损耗、调整电能平衡，提高配电网运行的整体可行性。
2.4混合型补偿装置
混合型动态无功补偿装置是将SVG和电容器补偿有节结合起来的一种补偿方式，其可以消除电容器有级分组补偿的缺点，同时通过合理配置可具备SVG补偿响应速度快，能实时跟踪补偿，补偿精度高等优点。混合型无功补偿装置主要由控制器、SVG补偿部分、电容器补偿部分等组成，由统一的控制器进行集中控制，实现电容器支路“粗补”，SVG模块“细补”，利用SVG可快速有效输出双向无功的能力，来消除电容补偿的级差，统一协调配合工作。在大部分配网中，其负荷波动性与工业场合相比较小，混合型补偿装置可以利用电容部分提供主要补偿容量，大大降低了补偿设备的成本。因此混合型补偿装置将是SVG取得普遍应用的主要应用形式，是配电网无功、谐波、不平衡等综合补偿技术的发展方向和趋势。如图1所示。
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图1混合型补偿装置TSVG原理示意图
3应用分析
3.1应用对象
国家电网某供电企业对辖区内用户进行电力供应时，电力企业所管辖区内的用户主要是居民生产用电，该供电局的配电容量为100KVA。由于辖区所处山岭地带，因此配电运行半径较长，主要采用单相负荷用电方式。该供电局配电网的平均功率因数为0．85，存在严重的三相不均衡问题。
3.2应用效果
为了提高设备补偿质量并抑制电网谐波的产生，该供电企业在辖区内配置了75Kvar柱上SVG补偿设备，以调整电网负荷的三相不平衡，提高配电网运行的质量与安全。在SVG设备应用之后，可以明显发现该供电局的三相电流逐渐趋于稳定与均衡，且三相负荷电流基本处于5A以内，很好的解决了该供电企业的有用功不均衡问题。同时在SVG设备无功补偿与谐波治理工作开展下，该供电局的功率补偿因数出现了一定变化，由以往的0．85上升为0．99，且整体无功功率控制在3Kvar以内，有效抑制了配电网无功波动，随着配电网无功波动的减少，电网产生的谐波量明显降低。
结语
随着人们生活水平的不断提升，配电网用电负荷不断提高，对用电质量的要求也越来越高，无功、谐波、不平衡、电压合格率等越来越多的问题已引起人们的重视。据统计，中低压电网损耗中线损占整个系统损耗的60%以上。合理配置无功补偿设备，有效解决三相不平衡、谐波等电能质量问题，可以有效降低损耗，改善用电质量。随着“十三五”关于配网规划的深入进行，基于电力电子技术的作为新一代的补偿设备，无功补偿效果好，可综合治理多重电能质量问题，将越来越多的应用于配电网中。
参考文献：
[1]王凌谊.电力系统无功优化与无功补偿[J].电气应用，2018（10）.
[2]盛万兴，孟晓丽.配电系统综合节能技术[M].北京：中国电力出版社，2017.
[3]苏文成，金子康.无功补偿与电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2019.