摘要：工业生产水日益提高,对电力系统稳定性要求随之增强,电压的稳定性问题就更尤为重要了!用电设备会消耗大量的无功功率,尤其是存在电网中的大量感性负荷。如果这些无功不能及时的得到补偿,电网的输送过程中就会产生大量的无功功率,电网无功功率在电网中的分布变复杂，不但会对电能造成极大的浪费,而且更会影响到电网的安全、稳定运行。因此,对电力系统无功补偿研究是十分必要的。
关键词：电力系统；无功补偿装置；应用研究
1 无功补偿原理
1.1电力系统中无功补偿的本质
从本质上进行观察，无功补偿其是一种利用无功补偿器所发射出的无功来实现对潮流或者负载处的无功部分进行抵消，进而实现输电线其负担的减轻的过程。无功补偿器其提供与电网所必需的无功功率，同时也可以依据电网的实际需求将电网的无功功率给以吸收。从本质和原理上进行观察，无功电源是不消耗也不产生任何功率的，因此其在使用中是不需要原动机的。在无功补偿的实现原理上其主要有两种机理，其一为电流的补偿性，其二为电压的补偿性。
1.2电力系统中无功补偿的方法
电力系统中无功补偿其在方法上具有多种的方式，从能源供给的方面进行观察，可以将其划分为有源补偿和无源补偿两种;按照补偿的方式进行划分，可以将其划分为串联补偿、并联补偿以及混合式补偿的三种形式;从补偿状态以及补偿装置的应用角度进行观察，可以将其划分静止类无功补偿、机械旋转类无功补偿、复合类无功补偿三种，此类划分的方式是最为全面和精准的，因此文章以此划分方式为背景展开了详细的应用讲解。
1.3电力系统中无功补偿的意义
电力系统中无功补偿设备，对于电力系统的整体运作有着极其重要的意义。其在使用中对电网无功进行适当化的补偿，进而可以对于电网电压的稳定性给以提升，同时还可以对于电力系统中的设备利用率以及功率因数给以提升，还可以降低传输线的线损，对输电系统的输电能力给以了提升，实现三相功率的平衡，并且还可以为电力系统给以电力方面的支撑，进而切实的保障电力系统其运作的可靠性和安全性。
2 电力系统无功补偿装置分类及选择
2.1 机械旋转类无功补偿装置
机械旋转类无功补偿装置属于最传统的无功补偿装置，其显著特点是通过调节转子绕组的励磁电流来改变无功功率的输出或吸收，在电力系统的发展初期曾经发挥了极其重要的作用，即使在今天也仍然对电力系统的无功调节、静态电压稳定起着积极的作用。
2.2复合类无功补偿器
现阶段主要使用的复合类无功补偿器主要有 FC + TCR、FC + MCR两种。对于固定的电容补偿而言其最大的优点是在其成本上很低，但是其也有一定的缺点，即只能给以分组的投切，通常情况下，操作都需要在人工干预之下，因此该设备是不具备自动控制的能力的。面对固定电容的这一缺点，FC + TCR 得以诞生，其可以在一定程度上实现固定电容的自动化控制，并且在解决振荡现象的效果上，还具有时效性的优点，并且在使用中不会出现频繁电容投切的现象，进而也就可以避免检查不准致使的冲击电流。
2.3静止类无功补偿装置
静止类无功补偿装置其本质为该补偿装置在实际的运作之中是固定的不动的，从结构上进行观察是指该类无偿补偿的设备是没有设置旋转部分的，故此其具有效率高、体积小、动态效应时间短以及占地面积小等诸多的优点。在其工作原理上依托于柔性的交流输电技术。目前静止类无功补偿装置在市场中使用较为广泛的主要有以下几种:固定电容;静止无功补偿器。静止无功补偿器又可以划分为晶闸管偷窃电容、晶闸管控制电抗器、磁控电抗器三种;
静止无功补偿器（SVG）的优点：
1、补偿方式:采用传统电容器无功补偿，补偿后的功率因素在0.8-0.9左右。SVG采用的是电源模块，补偿后的功率因素在0.98以上。
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2、补偿时间: 其它形式的补偿装置完成一次补偿最快需200毫秒，SVG在5-20毫秒就可以完成一次补偿。
3、有级无极: 传统无功补偿基本上采用的是3-10级的有级补偿，每增减一级就是几十千乏，不能实现精确的补偿。SVG可以从0.1千乏开始进行无极补偿，实现了精确补偿;
4、谐波滤除: 电容式补偿装置，本身会放大谐波，所以不能滤除谐波，SVG不产生谐波更不会放大谐波，并且可以滤除50%以上的谐波;
2.4 同步发电机
同步发电机是最早使用的无功补偿设备之一，但在现代大电网的运行环境下，已不能称为专门的无功补偿设备了，只是在保证自身正常运行的前提下为系统提供适当的无功功率，也是通过调节发电机的励磁电流来实现无功补偿。励磁调节不仅能改变发电机输出电压的幅值，还能改变输出无功功率的大小。一般来讲，通过发电机来调节无功功率的大小会受限于端电压幅值的变化。由于发电机的体积小、容量大、绝缘距离短，当其端电压的幅值超过所允许的额定值较多，或幅值变化过于激烈时，会造成绕组匝间短路，或损害绕组对地绝缘，甚至严重降低发电机整体的绝缘水平和使用寿命。从另一个角度看，即使发电机能有效地提供无功补偿，但由于发电机所处位置远离需补偿的用户终端，考虑线路损耗的因素，实际到达用户的无功功率也不会太多。即便是在环网技术比较发达的地域，个别发电机（或发电厂）的无功补偿作用也仅是对全网无功补偿的一点补充。
3电力系统中无功补偿的优势所在
3.1电力系统中无功补偿带有无源滤波
电力系统中无功补偿带有无源滤波此类的无功补偿能够起到滤波的作用，其在原理上主要是利用并联 LC 串联电路中的某一次谐波形成一个短路，进而实现对基波形成纯电感或者纯电容的无功补偿。该类补偿其一般应用于低次的谐波之中，例如 5、7、11、13 次等谐波的无功补偿。
3.2控制参数的整体化设置
就现阶段而言，现代化的无功补偿装置其智能化的程度一般是很高的，例如在控制目标上可以将其设定为功率因数补偿、电压稳定、专家系统、瞬时无功控制以及智能控制等诸多的形式。同时为了实现通用化的使用，部分无功补偿装置其控制器部分还设置了电压或者电流的互感器变比、历史数据查询、通信波特率以及故障次数记录等。
3.3 方便快捷的人机操作
补偿装置大都内置高速微处理器，能实现快速数据采集、信号处理、分析计算、决策优化、输出控制等功能，正式投入运行前需进行一些参数设置，方便的人机操作使控制系统的灵活性和准确性得到很好的发挥，在某些情况下还可以利用键盘和显示器调用历史数据。
3.4 灵活的网络通信功能
所有的无功补偿设备都具有远程通信功能，可以设 置 相 应 的 远 程 通 信 端 口、通 信 协 议 和 波 特率。一般有 ＥＩＡ－ ２３２ 、 ＥＩＡ４８５ 等串行信道。补偿装置可将现场采集到的所有数据通过串口与各种接收设备进行数据传输。
3.5 智能终端
网络技术的发展，使得电力系统的无功补偿可通过电网监控中心发出的指令实施投切操作，这种操作指令均是通过有线或无线通信网络传递的。电网监控中心通过从各远程终端发送过来的数据，经最优控制、决策运算后，通过网络传输信道启动相关的无功补偿设备，电力系统综合自动化中常采用这种形式。
4结束语
电网无功优化，首先要保证电网的安全运行，主要目的就是减少电网损耗，减少能耗。要针对电网运行情况和无功优化的目的和要求，不仅要做好电网规划和建设工作，而且还要保证无功的电力平衡和无功运行的优化补偿。选择合理的无功补偿点、补偿容量，避免大量无功的远距离传输，努力建立健全电压无功优化自动控制系统，提升电压水平、功率因数，从而最大限度的保障无功流动更少，变压损耗也更少。
参考文献：
[1]电力网智能 AVC系统软件说明书.
[2]电压无功优化自动控制系统方案(简称 AVC系统).
[3]董寒冰.AVC系统简介《湘电培训与教学》.
论文作者:郑磊,张若亮,李雪,董舒婷,任强
论文发表刊物:《电力设备》2017年第9期
论文发表时间:2017/8/2
标签：电网论文; 电力系统论文; 装置论文; 谐波论文; 功率论文; 电压论文; 发电机论文; 《电力设备》2017年第9期论文;