简述智能无功补偿技术在电力自动化中的应用

发表时间:2021/1/4   来源:《基层建设》2020年第25期   作者:于云鹏
[导读] 摘要:电力系统在运行过程中,由于受到城乡环境及地域特征等差异影响,导致电力长距离输送过程中容易出现电压不稳定等情况,很多非线性因素增强,对电力系统的安全运行构成威胁。
        广东瑞兴工程设计有限公司  广东佛山  528200
        摘要:电力系统在运行过程中,由于受到城乡环境及地域特征等差异影响,导致电力长距离输送过程中容易出现电压不稳定等情况,很多非线性因素增强,对电力系统的安全运行构成威胁。智能无功补偿技术是电力自动化的一项新兴技术,该技术的出现解决了电力输送中电压不稳定的问题,有效提升了电力自动化水平。文章就电力自动化中智能无功补偿技术进行了深入探讨,并详细分析了该技术的具体应用。
        关键词:智能无功补偿技术;电力工程;电力自动化;应用
        一、智能无功补偿技术
        供电设备工作期间,会产生磁场,从而形成无功,供电企业应该了解电感等元件,在运行期间存在的无功问题,及时针对无功对电路电流传输形成冲击,提出解决方案,电容、电感等元件在电力系统中不可或缺,难以找到其他元件进行替代。所以工作人员采用另外一种方式,解决无功对电力系统形成的干扰,只要在电力系统中接入另外一种元件就可以抵消无功电流,这就是无功补偿技术,其他元件通过反向抵消的方式,降低无功电流对电路系统的影响,无功补偿技术可以平衡电流,降低低压配电台区,因系统运行产生的线损量,从而保障电力系统正常运作,因为无功补偿技术在电力系统运作期间,可以起到抵消无功电流的作用,所以被广泛应用于各地低压配电网工作中。
        二、电力自动化智能无功补偿技术的主要特点
        (1)电力系统运行时,主要运用电磁感应原理。对于发电机组而言,线圈是整个发电机组的重要部分。发电时切割磁感应线必然会产生交流电,变压器作用时,电压会随之变化,同时也会受到电磁感应的影响,就能够将电能输送到较远的地方,实现有效节能。
        (2)设计电力设备时,电感器一般具有阻抗和容抗的特点。这样设计在运行过程中能够有效避免谐波产生。因此,设计时需要提升设计水平和运行功率。影响电力系统发展是否顺利的因素包括电能损耗情况、电能的输送情况等。无功补偿技术为电力系统稳定运行提供先导性技术支持。
        (3)电力自动化智能无功补偿技术的实质,就是在发电前将无功功率注入整个电网,使发电机组在运行过程中科学、有序。能够有效控制电压的起伏,避免电压波动太大,对整个电网的安全产生威胁,同时有利于电力系统的管理。智能无功补偿技术的一大技术特点就是在电力系统发生故障时能够有效、及时进行补偿,缓解故障区域电力紧张情况。
        三、智能无功补偿技术在电力自动化中的应用
        3.1滤波器
        滤波器是实现智能无功补偿的一项重要设备,该设备可以将电源线中除了需要保留频率的频点外的其他频率的频点过滤,进而只得到需要保留频率的频点,一般情况下电子信息都是以波形信号的方式进行传递的,但是信号在进行传输、转换的过程中会由于其他外界因素的感染与影响而出现变化,严重时甚至会导致原有信息发生改变。尤其是在自动化电力系统中,由于电力设备较多,所形成的磁场也较多,很容易对波形信号的传递产生影响,为了保证信号得以准确的传输和转换,进而使电力自动化系统得以正常运行,为社会的生产与生活提供稳定的供电,安装滤波器是十分必要的。该设备在使用时,必须要将晶闸管与线路通断闸安置在电路中,然后配合以电抗与电阻使用,进而有效地提高该设备的效果,但是该设备也存在着一定的缺陷,即价格十分昂贵,很难进行普及与广泛应用。
        3.2真空断路投切电容器
        真空断路投切电容器是一种电流传输控制设备,在智能无功补偿技术中同样常见。真空断路投切电容器的引用方式较为简单,即直接将其安置在低压线上,再通过智能系统与信号装置来进行远程控制就能实现无功补偿,同时该设备的造价低廉,因此受到了广泛应用。但值得注意的是,真空断路投切电容器虽然操作简便、造价低廉,但其存在较大的电能损耗问题,且容易影响到电路安全,即真空断路投切电容器本身运作需要电能支撑,相应受该设备电能需求影响,会带来较大的电能损耗;在真空断路投切电容器运作当中,电路电闸的电压会频繁地瞬时增大,这一现象可能会损害电路,甚至造成电力设备损坏。
        3.3可控饱和电抗器
        可控饱和电抗器在调整电力输送的过程中主要是根据饱和情况进行处理,避免电力损耗的问题出现。

虽然该项设备在应用的过程中能够有效控制电力系统的功率,但由于电流强度的变化会产生电磁效应,从而形成噪音。因此,为了能够最大限度发挥出电抗器的作用,便需要采取合理的措施来控制噪音。
        3.4静止无功补偿装置
        应用静止无功补偿装置同样可以实现补偿负载无功功率。此方法在感性设备的电力输送线路中具有普适性。通过静止无功补偿装置,可以通过功率因数的提高,来提升电网工作效率。但是静止无功补偿装置的应用同样存在一定缺陷,如其无法对工作中的部分参数进行合理控制,且应用的效果也相较于其他方式偏弱。因此静止无功补偿装置的应用同样需要限定一定的工作条件。智能无功补偿技术的选择,需要根据电网工作的具体条件决定。
        四、智能无功补偿技术在电力自动化中的应用对策
        4.1技术形式选择
        结合以上分析可见,因此必须根据实际条件来选择对应的技术形式,同时因为不同技术形式可以相互结合,所以在选择时应当慎重考虑,此举有利于无功补偿效率的提升。例如以现代常较为常见的智能无功补偿技术形式组合“固定补偿 - 跟踪补偿”为例可见,该组合形式在智能系统的支撑下可以保障无功补偿的精确性与效率性,根据检测可知其补偿功率因数较高,说明应用中的能源消耗较少、补偿设备功效充分发挥。另外,根据现代电力自动化发展趋势来看,电网的复杂性只会越来越高,代表着未来用电量、负荷变化速度与波动等会不断提升,这一条件下通过合理的技术选型与组合,可以保障电力系统无功补偿的成本投入合理、补偿性能优异,且面对复杂的补偿需求不会出现不适用的现象。
        4.2科学配置智能无功补偿控制器
        智能无功补偿技术的很多功能不是独立实现的,如采样、运算及元件保护功能,需要无功补偿控制器的配合。随着技术的发展,无功补偿控制器的种类越来越多。不同型号的无偿控制器,优缺点和实际使用情况不同。因此,需结合具体使用环境和实际需求,配置合适的无偿控制器。
        (1)功率因数控制器。功率因数控制器的优点是操作简单,可直接读取相关数据,以实现控制功能。它的缺点是实际工作中易出现震荡现象,所以实际应用范围不广。
        (2)无功功率型控制器。无功功率型控制器的优点是线路稳定性好,可直接显示电网参数和电容器投切特性,可自动设置和试运行,并可选择 ModbusRS485 进行通信。它的缺点是成品质量差距大,且需考虑成本和效益。
        (3)动态补偿控制器。动态补偿控制器的优点是具备动态控制功能,抗干扰性好,应用价值高。它的缺点是反应时间有延迟,无法及时补偿功率。
        4.3智能无功补偿技术对无功控制的措施
        智能无功补偿的技术特征是能够控制无功技术,借助计算机设备采集三相电流和电压,实时跟踪电力系统中的无功。在搜集完无功功率后,将其转化为可以控制的物理量。投切的限量需根据用户设定的功率情况,然后选用合适的电容器组合使用。具体包括:科学设置电压限制条件。设置禁切和禁投值,在这个过程中可根据无功功率大小设置投切限制;合理设置延时功能,只有设定好投切的延时时间,发挥无功补偿技术对时间的控制调节作用,才能确保电路的安全稳定运行,及时跟踪补偿情况,同时要将跟踪补偿数值设置为零。
        五、结束语
        综上所述,提升电力系统电能运输的稳定性,应用智能无功补偿技术,符合当前时代发展的需要。要不断引进新技术,优化电力系统,减少系统的电力损耗,提高设备使用寿命,提升我国电网建设水平。
        参考文献:
        [1]现代智能技术在电力系统自动化中的有效应用探析[J].母辉.科技与创新.2015(17)
        [2]探讨智能技术在电力系统自动化中的运用问题[J].吕温望.科技与企业.2015(10)
        [3]浅析电力自动化补偿技术[J].赵阳.科技经济市场.2015(08)
        [4]智能无功补偿技术在电力自动化中的应用分析[J].唐平平.中国新技术新产品.2017(23)
 
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