摘要：本文分析了无功补偿的主要分类，提出了电力系统无功功率补偿技术改进的策略：一是智能控制策略中晶闸管投切电容器，二是应用好静止无功发生器，三是关注电力有源滤波器，四是把握好综合潮流控制器等。
关键词：电力调度；无功补偿技术
一、前言
无功功率补偿技术是指无功补偿电源，其主要目的是提供所需的无功功率，以降低对电网的功率消耗，提高了功率系统的功率因数，并最终提高整个电网的电压质量。此外，无功功率绝不是无用的功率，以及它的实用性其实是非常大的。如果没有无功功率，那么变压器的初级线圈不能产生磁场，这又使次级线圈不能产生电压。因此，如果没有无功功率，变压器不能执行可变电压操作，电动机也不能正常地旋转。在正常情况下，动力驱动设备不仅需要获得来自电源有功功率，还需要从电源获得无功功率。
二、无功补偿的主要分类分析
如果在电网的无功功率是供不应求，电力设备将没有足够的无功功率糙立正常电磁场。这些电设备不能额定条件下操作，电力设备的端子电压就会下降，从而影响电气设备的正常运行。但是从发电机和高压输电线供给的无功功率远远满足不了负荷的需要，所以我们需要在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率，以保证用户对无功功率的需要，这样用电设备才能在额定电压下工作。
真空断路器开关电容器的电气自动化中的应用：真空断路器开关电容器的设备比较简单，投资成本相对较小，但通过过去的发展经验，在合闸状态下真空断路器投切电容器容易产生较高的电压，此时可能会造成设备的损坏，并且这种设备的开关寿命是有一定限制的，因此不易过于频繁的进行投切动作的切换。可控饱和电抗器在电气自动化中的应用：可控饱和电抗器对电气自动化系统进行控制干预的主要机制是，对电抗器饱和程度进行调节，进而改变回路电流大小。
在电气自动化系统中并联的过滤器，其中过量的容性无功功率被用于感应电流的抵消，从而使整个复合物状态更稳定、更平衡。在电气自动化系统可控饱和电抗器的应用优点是，它可以投入使用了很长时间，但可控的饱和电抗器容易产生操作期间谐波和噪音大。对设备会构成一定的损耗。有源滤波器在电气自动化中的应用：在电气自动化系统中应用有源滤波器的主要目的是让电力系统中的电力电子装置负产生与负序电流以及谐波电流相反的电流，以相互抵消，并满足电源运行需求。
三、电力系统无功功率补偿技术改进的策略
1.智能控制策略中晶闸管投切电容器
在电力系统中的无功功率补偿技术，微处理器被应用到晶闸管投切电容器，其可以完成更复杂的控制和检测任务，实现动态无功功率补偿。控制器是智能控制策略中晶闸管投切电容器补偿装置最为核心的部件，晶闸管投切电容器能够完成无功功率因素的测量和分析，使其能够有效的控制无触点开关之间的投切。
2.应用好静止无功发生器
静态无功发生器在电力系统中，也被称为静态同步补偿器，主要是自变换变换器，主要是根据电压电源的逆变技术滞后和超前无功完成无功的补偿。静止无功发生器调节的速度较快，无需大容量电容或电感等储备，且谐波的含量较小，同容量之间的占地面积较小。
3.关注电力有源滤波器
电力系统无功功率补偿技术改进策略中，电力有源滤波器主要采用的是瞬时的滤波形成技术，该技术响应速度较快，能对无功功率以及变化谐波进行动态补偿。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆且在补偿过程中，电网阻抗的参数对其影响小。
4.把握好综合潮流控制器等
电力系统无功功率补偿技术中综合潮流控制器，主要是将晶闸管换流器中电压串联并叠后加入到输电线电压中，保持其幅值及相角能够随时变化，确保线路有功与无功功率之间准确的调节，从而提升电力系统输送的能力和阻尼系统的振荡。
四、无功补偿的新技术
1.同步开关技术
该技术基于对需要精确地控制机械开关根据需要关闭或打开。将这种技术用来控制电容器的方法就是：当开关接点两端电压为零时闭合接点，实现电容器的无涌流投入；当开关接点间电流为零时断开接点，实现对开关接点的无电弧分离。
2.调整不平衡电流无功补偿装置
该装置可以同时完成补偿无功功率和调整不平衡有功电流。能够将三相功率因数都提升到0.95以上，并且能使各相间的不平衡电流调整到变压器额定电流的10%以内。这种方法在大大降低电力系统铜损的同时也能降低变压器的铁损。
3.适度过补偿技术
这种技术需要使得无功补偿控制器具备过补偿的功能，并且控制器的过补偿量能够自行设定，对于控制器的测量精度要求比较高。谐波测量与保护技术：无功补偿控制器具有谐波检测以及谐波过载保护功能，不仅可以观察系统中的谐波含量，还可以省略热继电器，即提高性能又节约成本。
五、实例分析
以单个变压器为例，设补偿前的视在功率S=2000kVA，补偿前的功率因数为cosφ1=0.85，补偿后的功率因数为cosφ2=0.99，年用电时间T＝3000h，补偿装置单位投资为150元/千乏，补偿装置本身损耗为3％，投资回收率为10％/年。
根据上述条件，可得到无功补偿前P1＝1700kW，Q1＝1053.6kvar，tanφ2＝0.1414，因装置本身有功损耗为3％，设需要的补偿容量为x，那么可以得到：tanφ2=Q2/P2=（1053.6－x）/（1980+0.03x）=0.1414可得到补偿容量x＝751.1kvar。设每kVA收取费用为180元/年，补偿前基本电费：JF1＝180×2000＝36万元。如果每kWh为0.4元，补偿前电量电费：DF1＝0.4×1700×3000＝204万元。
由以上分析可知，补偿前年费用：A＝JF1+DF1＝36+204＝240万元。经过无功补偿后，变压器视在功率为：s=p2/cosφ2=（1700+0.03×751.1）/0.99=1739.93kVA补偿后基本电费：JF2＝180×1739.93＝31.3187万元补偿后电量电费：DF2＝0.4×（1700+0.03×751.1）×3000＝206.7039万元无功补偿装置折旧费：ZF＝150×751.1×10％＝1.1266万元无功补偿后的年费用：B＝JF2+DF2+ZF＝239.1492万元安装无功补偿后，获得的年效益：△F＝A－B＝0.8508万元。上面分析是以单个变压器为例进行分析的，如果计及网损、功率因数调整电费、改善电压质量等方面因素，其经济效益将更加可观。
六、结语
电力调度的主要目的是为了科学合理地调度电力。然而，由于当前的传输电压，特别是电力系统的网络容量，并且在没有电力负载的增加，电流电力调度变得越来越困难，电力调度无功补偿符合更安全、更稳定的电网运行要求。因此，我们应该有效地应用电力调度无功补偿技术，确保电网稳定，安全运行。
论文作者:郝凯华
论文发表刊物:《电力设备》2018年第33期
论文发表时间:2019/5/16
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