摘要：变电站集中补偿、低压集中补偿、杆上无功补偿、用户终端分散补偿是现阶段电网无功功率补偿的常见技术，其中低压集中补偿应用最为广泛，在具体补偿过程中，随机、随器、跟踪等形式均可以基本达到补偿的效果，但在补偿的同时会产生投切振荡、顺序投切等新问题，所以需要一种更理想的无功功率自动补偿控制装置。基于此，本文主要对电网调度运行中无功功率和电压相关问题进行探讨，以确保电网的稳定运行。
关键词：电网调度运行；无功功率；电压
引言
近年来，随着县域经济发展和城镇化水平不断提高，尤其是社会主义新农村建设和“家电下乡”等惠农政策的出台，加之农村地区加工业的蓬勃发展，致使农村地区电力供需平衡偏紧，以至于在用电高峰时段，部分地区的用户端电压偏低，给农户的日常生产和生活带来了极大的困扰，造成了严重制约当地农村社会经济发展的低电压问题。而根据国网公司相关部门的统计，在国网公司经营区内农村的低电压用户共有847.6万户，占到农村总用户数的3.75%，由此可见低电压问题已具有一定的普遍性，需要供电部门予以重视，并通过有效的技术手段予以解决。
1 影响功率因数的主要因素
1）大量的电感性设备，如异步电动机、感应电炉、交流电焊机等设备是无功功率的主要消耗者。据有关统计，在工矿企业所消耗的全部无功功率中，异步电动机的无功消耗占了60%～70%；而在异步电动机空载时所消耗的无功又占到电动机总无功消耗的60%～70%。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。2）变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10%～15%，它的空载无功功率约为满载时的1/3。因而，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态。3）供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响。当供用电电压高于额定值的10%时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快，据有关资料统计，当供电电压为额定值的110%时，一般无功将增加35%左右。当供电电压低于额定值时，无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。
2 无功补偿的作用
无功补偿装置的主要作用就是通过本身的容性负载或者感性负载所带的能量对电网进行补偿，进而提高了整体的功率因数。除此之外，无功补偿还有如下作用。（1）保证系统的电压质量从能量守恒定则上来说，系统发出的功率是不变的，当负载是电机或者电磁灶之类的感性负载或者是容性负载时，其在使用的过程中会拉低系统的电压，而无功补偿装置的投入将会提高系统的电压，以保证系统的电压质量。（2）提高电网的利用率，从而减少投资功率因数的提高，证明系统的有功输出增加，而在同样的容量下，有功功率的增加意味着所带的负载增加，这样在同样的容量小，就提高了电网的利用率。（3）按照电业局的标准，如果用户所带的负载产生无功功率过多从而影响整个系统的电压质量，将会被罚款，采用无功补偿装置将能避免被罚款，且减少无功功率的消耗。（4）提高电网的传输能力，尤其是远距离传输。
3 有载调压变分头调整
变压是消耗无功的主要设备，除了空载无功损耗以外，在进行功率传输的过程中，可通过串联阻抗产生一定损耗，因此，在电网调度运行过程中，应尽量避免通过变压器进行大量无功的传送，特别是在变压器短路阻抗值较大的情况下，因此，应对变压器受电功率因数进行有效控制。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对有载调压变调分头应有一定的限制规定：①高压侧（220kV）电源电压大于95%的额定电压时，可按变压器受电功率因数对其进行掌握，高峰时受电功率因数应大于0.95，低谷时受电功率因数可小于0.98，先对受电功率因数进行调节，在合格后再调变压器分头；②当高压侧电源电压小于95%的额定电压时，应投入电容器，同时停止分头的调整。
4 利用无功补偿治理电压
4.1 调相机设计
在进行变电设计无功补偿装置设计时，调相机设计是以往最常使用的一种设计方式，具体而言，调相机无功补偿设计方式应用过程中，主要是利用了同步调相机这一装置设备，此种装置设备与发电机的原理大致相同，是通过励磁运行作用让电力系统中接收到无功功率，而当欠励磁运行时，电力系统又可以将感性电磁再次传输出去，这样就实现最佳的无功负荷运行效果[2]。因此在进行调相机无功补偿设计时，重要的就是对励磁运行装置进行调节控制，从而实现同步调相机对装置中无功功率电压的吸收或者输出，为电力系统的安全运行提供最大限度的保障。但是值得注意的是，在进行调相机无功补偿设计时，由于同步调相机属于旋转式机械，在运用的过程中有功损耗比较大，因此若是使用的同步调相机容量比较小，易造成成本方面的浪费，因此在电网系统运行需求量不断增加的今天，利用调相机进行无功补偿设计还应不断进行改进。。
4.2 无功补偿技术
基于国家电力行业相关技术操作规定，对于低于35kV的配电路网的线损和功率都有相关的技术要求，必须达到要求才合格，用电量大的一流电力企业35kV以下的用电功率因素必须要达到0.9以上，供给的功率必须是理想功率的90%或以上，电线的损耗率不得大于5%，除此之外还有相应的无功补偿要求和电压质量要求等。为了无功补偿技术的正常运行，必须对35kV以下的输电线路引入电容器这样一种电器元件，电容器自身采用的是固定或者自动的形式进行无功补偿。通常来说，无功补偿的主要方法有以下几种：即自动补偿、固定补偿或两者结合起来的补偿方式。其中自动补偿的计算方式一般是按照线路高负荷运行进行计算，固定补偿是直接可在供电线路中投入固定的电容器组，在计算的时候一般是按照线路低负荷运行而计算的，只有固定补偿和自动补偿相结合的方法才是最为理想的。
4.3 低压补偿
（1）低压个别补偿：低压个别补偿就是根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地与用电设备并接，它与用电备共用一套断路器。通过控制、保护装置与电机同时投切。随机补偿适用于补偿个别大容量且连续运行（如大中型异步电动机）的无功消耗，以补励磁无功为主。低压个别补偿的优点是：用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，因此不会造成无功倒送。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低等优点。（2）低压集中补偿：低压集中补偿是指将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧，以无功补偿投切装置作为控制保护装置，根据低压母线上的无功负荷而直接控制电容器的投切。电容器的投切是整组进行，做不到平滑的调节。低压补偿的优点：接线简单、运行维护工作量小，使无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低网损，具有较高的经济性，是目前无功补偿中常用的手段之一。
结束语
利用动态无功补偿设备，特别是STATCOM响应速度快、补偿精确的优势，可较好的解决末端供电用户的低电压问题，且与其他治理措施相比，所需投入资金少，工程实施技术难度小，见效快。通过MAT-LAB/Simulink下的仿真建模，证明STATCOM对供电线路末端的低电压问题具有良好的治理效果，可供江西电网在低电压问题的治理中予以借鉴和参考。
参考文献：
[1]黄桂兰，林韩，蔡金锭.农村配电网低电压治理措施研究[J].电气技术，2015（11）：64-67，82.
[2]汪伟，石倩倩，王有军.新时期电网无功电压优化方法探讨[J].科技创业月刊，2014，27（10）：56.
论文作者:刘雷
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/20
标签：电压论文; 功率论文; 电网论文; 低压论文; 功率因数论文; 负载论文; 电容器论文; 《电力设备》2017年第24期论文;