摘要：在电力系统网络中，无功补偿是一种有效降低线损的技术手段，起着提高电压质量、降损节能的重要作用。本文结合110千伏调压式无功补偿技术在企业电网中的实际应用案例，通过分析不同运行方式下无功补偿装置参与调整后引起的参数变化，表明无功补偿装置对保证系统电压的重要作用及所带来的经济效益。
关键词：无功补偿；企业电网
1.背景
近几年，企业电网发展迅速。在新疆大型能源工业园内，高耗能用户居多，工业园区一般采用220千伏或110千伏电压等级供电网络配套自备电厂的供电方式。其中110千伏已成为主要负荷侧电压等级，对系统的电压支撑，保证供电安全稳定提出了更高的要求，因此需要配套安全可靠的无功补偿调节装置。目前电网内无功补偿装置多采用在变压器第三绕组（35千伏或10千伏电压等级侧）配置并联电容器和负荷侧分组投切电容器的无功补偿方式。但在实际运行中存在补偿受限、损耗增加、响应速度慢、系统冲击大等问题。为解决这些问题，出现了自动调压式无功补偿技术。
2.应用现状
在国外类似电压等级的电容器已投入商业运行。在澳大利亚、加拿大等地已安装运行了330千伏或115千伏的电容器组，无功补偿技术应用起步早，运行经验丰富，所带来社会经济效益显著。新疆地区大部分能源产业园区采用220kV电网供电和自备电厂供电方式。110千伏已成为电网220千伏变电站主要负荷侧，但大部分无功补偿装置均采用分组投切，目前未有110kV侧采用调压调容的补偿方式。
3.技术原理
本项目采用的110千伏自动调压式精细化无功、电压综合控制装置，其原理根据Qc=2πfCU2（容性），通过电压调节器调节改变并联电容器的端电压，改变输出容量。并联电容器组总容量不变，端电压从100％U降到50％U时，其输出容量就可以在（100％～25％）×Q之间变化，在此调节范围之间分多级调节输出，极差小，补偿精细。
在控制方面采用无功和电压综合自动控制，采用优先电压兼顾功率因数控制方式。在对所有的控制方式实现无人值守，全自动化智能运行。
4.投运前系统运行情况
本项目所在的热电厂目前已建成2×300MW发电机组，配套220kV两回出线连接上级变电站，由热电厂升压站经联络变降压至110kV供给下级化工生产用电单位。该热电厂现有两台机组正常运行期间可以满足园区生产用电。1台机组停运时220kV外线下网无功120Mvar,功率因数0.77，220kV母线电压224kV。110kV系统电压111kV，联络变10kV侧电压为10kV，到负荷高峰期电压进一步下降，10kV最低电压低至9.8kV。
在机组全部停运期间，如果不同步降负荷，整个园区将从电网系统吸收约340Mvar无功，220kV系统电压将下降至205kV，110kV系统电压将下降至101kV，10kV系统电压将下降至9kV左右，系统电压严重低于正常运行电压，无法满足园区对无功的需求，甚至会造成保护动作，引起整个上级区域电网瓦解，造成园区大面积停电，增加化工生产单位发生事故的风险，由于电网电压低还会影响到周边铁路系统供电，造成铁路供电事故，社会影响巨大。
5.投运后系统运行情况
为保证各级电压的功率因数合格、电网的安全稳定性及提高经济运行水平，该热电厂经过前期资料收集，邀请相关专家召开专题会议进行方案论证，最终确定增加两套无功补偿装置的方案。项目2018年11月完成安装投运，投运后设备完全能实现自主调整，达到预期效果。
5.1 双机运行方式
双机运行时系统电压满足运行要求，无功补偿设备调压器运行于1挡（共14挡），每台发电机无功可从95Mvar左右降至60Mvar，功率因数可从0.92升高至0.97。
.png)
两台机组运行期间，电容器组投运后，发电机组无功出力明显降低，功率因数提高，发电机运行容量降低，原则上可增加发电机负荷。
5.2单机运行方式
单套设备满负荷运行可使110kV系统电压从111kV提高至115kV，发电机无功可从160Mvar降至80Mvar，单套设备基本能满足系统需求。一台机组检修单机运行时，可使110kV系统电压从112kV提高至114.8kV，发电机无功可从125Mvar降至94Mvar，两套设备均运行时根据自动设置的参数，可达到系统需求。
.png)
单机运行时，电容器投运后，发电机无功可大大降低，功率因数提高，系统电压大大提高，满足了化工单位生产要求，保证了生产安全和产能。
5.3 发电机全停
发电机全停时110kV系统电压最低在109kV，园区总下网负荷520MW。电容投运后，10分钟内110kV系统电压升至113kV，最终运行在114-115kV之间，化工生产没有因供电问题造成设备停运。
在机组全停，无功补偿装置在约10分钟时自动投运，满足110kV系统对电压的要求，电压波动基本在可接受范围，没有造成园区设备停运、系统停运的发生，没有出现限负荷情况，提高了园区经济效益，充分发挥了无功补偿的作用。
6.总结
上述实际运行案例可以看出，在机组多种运行方式下，无功补偿装置均能够保证园区电压在正常范围内，实现了化工生产安全稳定的作用。
参考文献
[1]黄勇.中高压配电网无功补偿分析[J].动力与电气工程,2010(18).
[2]杜惠军.高压无功补偿改造[J].河北企业,2015(7).
[3]沈翠珊.10KV高压配电网无功补偿技术分析[J].中国新技术新产品,2013(3).