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摘要：在电力设计中，无功补偿装置是整个电力系统的重要组成部分，可以减少电网消耗。提高电网质量，随着科技的不断进步与发展，人们生活质量明显改善，同时高科技产品的不断推广与运用，丰富了人们的日常生活，使得用电量不断加大，因此，电力设计过程中，保证供电正常的同时，要保证供电质量。环保工作的进一步开展，将绿色环保理念注入各个工程中，无功补偿自控方案的提出，大大提高电力设计水平，保证电网质量，是目前我国电网设计中的关键化解，因此，对无功补偿自控方案的运用研究，受到社会各界人士的高度关注，下面对电力设计中无功补偿自控方案的运用进行分析。
关键词：无功补偿；单片机控制补偿；PLC控制补偿
引言：随着科技的不断发展与进步，以往的低端控制器已经不能满足现代电力设计的需求，目前，大多以无功补偿为依据进行控制，无功补偿自控方案的运用，打破传统控制方法，大大提高电力设计中的控制效率，使得我国电力设计水平进一步提高；最近几年，我国电力设计水平停滞不前，不能满足人们日程生活与向生产需求，电力设计人员也面临重大挑战，对电网进行如何控制，成为电力设计中热门话题，无功补偿自控方案的运用，改善了我国电力设计水平，为我国电力设计的发展提供重要条件。
一、无功补偿概念
随着经济、科技的快速发展，企业大量采用异步电动机和变压器，大型可控硅装置的应用和大功率冲击性负荷的存在，使得电力系统功率因数变低，电压波动增大。安装并联电容器进行无功补偿的主要作用是提高功率因数以减少设备容量和功率损耗并能稳定电压从而提高供电质量；在长距离输电中提高输电稳定性和输电能力以及平衡三相负载的有功和无功功率。根据补偿安排方式不同，无功补偿可分为:集中补偿、分散补偿和就地补偿3种。集中补偿是在企业或地方变电所6～35kV母线上装设补偿装置。补偿装置包括并联电容器、同步调相机、静止补偿器等，目的是改善输电网的功率因数、提高终端变电所的电压及补偿主变的无功损耗。分散补偿是在功率因数较低的车间或向村镇供电的高压或低压线路上装设补偿器，这种方式与集中补偿有相同的优点，但无功容量较小。分散补偿通常采用10kV户外并联电容器安装在架空线路的杆塔上或另行架杆进行无功补偿，以提高配电网功率因数，达到降损升压目的。因其具有投资小，回收快，补偿效率高，便于管理和维护等优点，适用于功率因数较低且负荷较重的长配电线路。就地补偿装置适宜装设在异步电动机或电感性用电设备附近，既能提高用电设备供电回路功率因数，并且能提高用电设备的电压质量。
二、典型无功补偿自控方案
无功补偿自控方案的运用，使得我国电力设计水平进一步提高，众所周知，电力的设计关系到人们生活质量与工业生产，因此，在设计过程中，不仅要保证电力设计质量，还要保证资源与能源的充分利用，同时，根据电力设计的具体情况，对采取何种无功补偿自控方案进行具体分析，制定更科学合理的施工方案，为我国电力设计提供更好的服务，下面对典型无功补偿自控方案进行详细分析。
2.1电子式自动补偿控制方案
传统的电子式自动补偿控制装置由分立元件组装而成，分立元件组装的自动控制系统包括相位和电流检测单元、无功运算及比较单元、投切控制单元及电容器组等。投切开关多采用交流接触器。其缺点是产品元件多、设备体积庞大、线路复杂维修困难、可靠性差，响应速度较慢，在投切过程中会对电网产生冲击涌流，使用寿命短。个别使用单位由于设备无法修复，仅单靠人工手动进行控制。
2.2单片机控制技术的无功补偿方案
一种典型的基于ATmega16单片机控制技术的无功自控方案，系统主要由信号调理模块、AVR处理模块、控制补偿模块、液晶显示模块和键盘等模块组成。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中，芯片ATmega16是基于增强的AVRRISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmega16的数据吞吐率高达1MIPS/MHz，从而可减缓系统在功耗和处理速度间的矛盾。此外，ATmega16AVR内核具有丰富的指令集和32个通用工作寄存器。所有的寄存器将直接与运算逻单元(ALU)相连接，使得一条指令可在一个时钟周期内同时访问两个独立的寄存器。这种结构大幅提高代码效率，且具有比普通CISC微控制器最高至10倍的数据吞吐量。该控制方案就是充分利用了ATmega16芯片高速的运算能力和先进的体系结构来完成无功功率的快速检测、动态补偿和配变检测的功能。AVR处理信号的过程是:首先对A/D转换器输出的信号进行采样，并将采样取得的信号进行FFT算法运算处理(计算功率因数、电压、电流、有功功率等)。随后判断电压是否过压或欠压，电流是否低于零，并根据结果决定是否要逐步切除电容器。计算无功功率需要补偿的数值，且做出投切决策和输出投切指令。系统软件采用模块化结构设计，将各功能模块设计为信号采集模块、电网参数计算模块、电容器控制投切模块、键盘与显示模块等四个独立的编程调试程序块，既便是程序的移植和修改仍方便系统调试和连接。例如，目前常用的WBB矿用隔爆型无功自动补偿装置就是由单片机为核心的控制器通过实时检测电力系统无功功率和电压、电流，分组投切电容器，实现无功功率的补偿。装置可实时显示功率因数、系统电压、负载电流、无功功率、温度、谐波百分比及电容器投切状态。并可实时在线设置变比、投入门限、切除门限、过电压、欠电压、谐波百分比上限、无功功率上下限等参数。
2.3基于PLC控制的无功补偿自控方案
PLC是以微机技术为基础发展起来的新一代工业控制装置，电力结构图是在传统继电器接触器自控系统基础上改造的基于PLC控制技术的无功补偿自控方案。原系统的主回路、相角检测电路、输出电路、稳压电源继续采用，而加、减法电平转换与延时电路、时钟脉冲发生器、可逆计数器、清零电路、译码器等硬件电路的控制功能用PLC实现。由于相角检测电路的输出信号较弱，不足以驱动PLC的输入，所以该信号要经放大处理后，作为PLC的输入信号。根据系统的控制要求，利用PLC的软件实现自动控制。
三、无功补偿自控方案比较
无功补偿自控方案的运用，使得我国电力设计水平进一步提高，淘汰传统电子式自动补偿方案，由于由于传统控制技术相应速度慢、线路比较复杂，给施工与设计带来一定困扰；无功补偿自控方案的设计，具有组成方便、利于扩展、抗干扰能力强等优点，不仅能够方便现在电力设计安装要求，还满足生产生活对电力设计的要求，因此，将无功补偿自动控制方案进行不断更新与研究，为我国电力设计工作提供更可靠依据，促进我国电力设计更进一步发展。
3.1无功补偿的其它方法
随着我国人民生活水平的提高，家用电饭锅、电磁炉越来越广泛；通常电饭锅、电磁炉分成几档功率；分档时，如果以串联电容器的方法来分档，这样每家每户做饭时就可就地补偿无功，甚至于向系统输送无功。这一方法，只要政府和企业共同努力，也是可行的。以每个家庭0.5kVAR计算,2亿家庭就拥有1亿kVAR的无功容量，是相当可观的。
结束语：
综上所述，电力设计中无功补偿自控方案的运用，打破传统控制方法，提高控制的可靠性，同时，无功补偿自控设计安装方便，线路设计较传统为少，方便施工，保证控制质量；因此，选择无功补偿最佳方案，提高功率因数、降低成本损耗、减少资金投入等，从而提高用电与供电企业的经济效益，通过比较，可以看出，无功补偿自动控制技术的优点，符合我国电力设计的需求，大大提高我国电力设计水平;至于家用电器串联电容器调档，两者并不冲突，可同时实施，也可单独实施。
参考文献：
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[5]实用新型专利，可调节能电炊具，专利号,ZL00219280.2，专利权人，张勇
论文作者:张勇
论文发表刊物:《电力技术》2016年第4期
论文发表时间:2016/7/23
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