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电力自动化中的智能无功补偿技术的应用郑金生

发表时间：2021/8/11 来源：《电力设备》2020年第34期作者：郑金生潘俊杰蔡志中

[导读] 摘要：我国电力行业自改革开放发展至今，使我国彻底摆脱之前用电供不应求的尴尬局面。

        （国网浙江乐清市供电有限公司）
        摘要：我国电力行业自改革开放发展至今，使我国彻底摆脱之前用电供不应求的尴尬局面。经过电力行业的深化改革，我国实现了电力产业转型升级，促进了电力自动化发展。但是，随着这种发展而来也产生了诸多阻碍其发展的技术难题与管理问题。
        关键词：电力自动化；智能无功补偿技术；应用
        引言
        我国电力系统发展至今不具备可替代性，是唯一可以和水资源相媲美的基础能源，为我国基础建设贡献力量，在供电设备工作的时候，电感、电容元件将会产生磁场，而这种对应的磁场便可以形成无功。无功在电路的运行过程中所产生的电流将在一定程度上增加供电系统的压力，导致电力系统的安全运作严重受到影响。
        1电力自动化
        1.可以使电力工程运行技术得到提高。电力自动化技术进行应用时，需要优化与升级相应的设备与技术，不断对电力工程项目的网络管理控制能力进行提升，使电力工程的运行越来越安全，从而实现电力工程最大化的经济效益。2.可以对电力工程运行的安全需求进行满足。在电力工程中应用电气自动化技术时，可以对先进的计算机技术进行引进，以及通过软件的应用与程序的改进，定期对电力工程的设备巡检，使设备发生故障的情况减少，促使电力供应越来越稳定，以及对工作人员的操作安全进行保障。3.可以使电力系统运行的安全稳定性得到提升。因为会涉及电力系统的电网结构，也会建立较多的子系统，而且在所有系统与设备的运行过程中，都会产生大量的信息数据，所以对电力自动化进行应用，能够更加利于整理与分析这些信息数据，确保根据电力自动化技术的作用，使设备的管理能力得到提升，促使系统进行更加安全稳定地运行。
        2智能无功补偿技术运行原理
        无功补偿技术是把具备荣容性功率的负荷装置和感性功率负荷并联在同一条电路上运行，电能量能够在两种负荷直接任意转换满足电力需要。荣容性无功补偿的负荷在运行的过程中会给予感性负荷需要的功率，而感性负荷也相对应给出荣容性负荷需要的功率。在正常的情况下合理功率补偿因数为0.95，日常智能电力设备工作的过程中无功功率存在一定的需求。设备现处于运行状态之后不仅仅获取有功功率，也获取一定量的无功功率。电网在运行的过程中，无功功率如果不足难以满足电网供应的需求，智能设备的运行就会因为无功功率不足而难以建设起正常的工作磁场，也就并不能满足电力供应的需求。处于这样状态下的电网，由于无功功率不足，运行状态不稳定，不能在额定情况下满足运行的需求，进而导致电压下降，持续的工作会严重耗损电力设备影响电网的运行。但是实际上是由于发电机与高压输电线提供的无功功率不能满足负荷需求，导致能耗增加设备损耗严重。因此需要在电网中增加一部分无功补偿技术装备，在电网设备运行的过程中补偿无功功率就能够保证智能电网的运行，节约运行成本和保证了设备运行的质量，还有利于保证电力设备在额定电压中正常运行。
        3电力自动化中的智能无功补偿技术的应用
        3.1选择合理的智能无功补偿控制器
        为了能够将智能无功补偿的功能作用充分凸显出来，便应该选取合理的智能无功补偿控制器。例如，功率因数型控制器具有操作便捷和容易控制的特点，而这种设备在应用的过程中常常会出现振荡的现象，从而导致这种控制器的应用范围不断缩小。但是这种控制器的使用缺陷就是寿命不长，所以便需要在选择控制器的时候对各类设备进行检测，再紧密结合无功缺额的情况合理进行选择，从而让智能无功补偿技术在电力自动化中的应用水平真正得到提升。
        3.2静止式无功补偿技术
        静止式无功补偿技术（SVC）装置的适用性非常突出，范围较广。

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一般来看我们需要对无功进行连续和快速控制时需要安装静止补偿器，满足多个方面的现实要求：一是意识对电压进行调节，二是维持静态和动态的稳定，三是降低过电压并控制电压闪烁，四是减少电流和电压产生的不平衡情况。例如在现代配电网当中，电网三相不平衡会产生负序电流和高次谐波，让电压畸变更加复杂且存在严重的电压闪变情况，功率因素比较低，引起点阿旺电压降和电压波动情况。功率因素降低时的有效控制方法也是安装具有快速响应的SVC无功补偿器让公共节点的电能质量满足国际要求。
        3.3投切开关
        以用途出发，确定投切开关的无功补偿装置功能，由于其重点在于控制设备断路实现对无功功率的抵消与降低，所以要分类型实施应用：1.过零触发固态继发器类型与设备投切速度关联，速度快，对无功功率抵消率高且设备受损率低；速度慢，则相反。造成此现象的原因来自投切开关对电网的冲击而生成的谐波。2.机电一体智能真空开关类型，主要是在低压真空条件下对电容器回路进行控制，不会产生电压差，设备受损率低。效果优于过零触发固态继发器类型。3.机电一体复合型智能开关类型，它由改造过零触发固态继发器类型而来，主要是通过并联交流接触器与固态继电器实现，本质上属于优势联合，能够保障投切速度高、设备受损率低的应用效果。4.实际应用中要求以电力系统综合为主，按照类型、特点、优势进行合理选用。
        3.4以分散式为主的无功功率补偿
        以集中和分散补偿技术相结合的无功补偿方式。两者相结合的施行方式主要还是以分散补偿为主，在变电站运行的过程中，集中无功补偿、专用无功补偿与大量无功补偿的过程中，智能电网系统中线路与设备等分别都要进行分散补偿；在无功功率补偿的过程中主要还以分散补偿为主要的对象。在无功补偿就地补偿平衡得以实现的基础上还有效地提升了无功补偿具备的经济效益与社会效益。在具体施行的过程中体现出很强大的无功补偿效果。因此在安装的时候，合理选择安装地点，才能够保证补偿的经济效益满足预期的要求；除此之外还需要考虑满足补偿的情况下，功率因数是否合理。并不是功率因素越高就能体现出效益性。这种分散补偿的方式存在一定的缺陷，就是运用过程中由于其存在的分散性，导致其运维存在一定的难度，所以在实际的运用中人们会选择集中补偿无功功率的方式。
        3.5控制
        以计算机辅助系统为配套资源，先对电力系统中的电压、电流、无功功率、有功功率等信息进行采集，目前已建立数据库，可以直接应用；针对无功功率控制管理量，进行补偿方案设计，在参考用户设定有功功率与投切开关限量的情况下，配置性能较佳的电容器组合。措施如下：1.电压限定条件控制中应用管理系统，具体包括对系统中的过压保护、欠压保护设置，旨在增强投切电压值，从而达到对无功功率设定的预防。2.通过计算机系统对投切时间进行精准控制，设置投切延时，同组内的电容器投切设置与其他条件匹配；快速动态补偿投切时间以设置0为准。
        结语
        分析表明，电力系统的运行中存在诸多非确定性的影响因素，而要对其风险进行科学、合理、有效的控制，则应该注重智能无功补偿技术的应用。这样，不仅可以在整体上保障电力系统运营管理的安全可靠与稳定性，也能够降低自动化设备运行产生的无功功率造成的成本投入与资源消耗，从而实现其社会效益与经济效益，以及生态效益的全面提升。建议在新时期根据电力企业自动化发展情况，做好智能无功补偿技术的研究与应用推广。
        参考文献
        [1]王桐.适用于电力计量的制造业自动化控制系统研究[J].制造业自动化,2020,42(08):152-156.
        [2]王勇.电气自动化技术在电力系统生产运行中的应用分析[J].信息记录材料,2017,18(12):188-189.
        [3]刘黎明,刘涤尘,史进,姚惊瑚.智能式动态无功补偿装置的研究[J].电力自动化设备,2002(08):28-31.