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摘要：电力系统中，无功率增强、负序含量增加以及谐波数值增大都可造成用电负荷紧张，影响了电力系统运行的稳定性，如果不采用有效应对措施，则无法为用户实时提供高质量的电能服务。在电力调度当中有效应用无功补偿技术可以有效避免复杂化的用电负荷变化以及非线性因素导致的电网运行可靠性和稳定性较低问题。在本文中，笔者就电力调度无功补偿技术的相关问题进行了分析和探讨。
关键词：无功功率；电力系统；电力调度；功率因素
随着生产用电规模不断扩大，用电量的日渐增长和结构的不断变化，功率变化频繁的电气设备应用数量越来越多，由此导致的用电负荷的复杂变化以及非线性因素直接造成了电网的波动，影响用户的供电质量。笔者首先分析了无功补偿的原理与电力调度无功补偿的现状，而后重点了探讨了电力调度无功补偿的方法。
1 电力调度无功补偿技术
无功补偿技术主要目的是为了提供必要无功功率，降低电网能耗、提升电力系统功率因数，最终实现对整个电网电压质量的提升。而且，无功功率决不是无用功率，它的用处其实很大。如果没有无功功率，则变压器的一次线圈便无法产生磁场，进而导致二次线圈无法感应出电压。所以，如果没有无功功率，变压器便无法进行变压工作、电动机便无法转动。正常情况下，用电设备不但要从电源取得有功功率，同时还需要从电源取得无功功率，如果电网中的无功功率供不应求，用电设备就没有足够的无功功率糙立正常的电磁场，这些用电设备就不能维持在额定情况下工作，用电设备的端电压就要下降，从而影响用电设备的正常运行。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。
1.1 “固定滤波器+晶闸管调节变压器”方案
以上两种设备利用高漏抗变压器能够导致较大的有功损耗，因此，“固定滤波器+晶闸管调节变压器”的方案没有得到广泛地应用。
1.2 “真空断路器投切电容器”方案
操作简便、成本低廉是该设备的重要特色，但是该设备在合闸时电容器上所产生的过电压非常之高，非常烧毁设备；并且设备开关的设计寿命比较短，无法进行频繁投切。以上两点不足之处也严重影响了该设备的动态补偿效果。
1.3 “有源滤波器”方案
有源滤波器是使用电力电子装置产生与负荷中的谐波电流以及和负序电流相位相反的电流，让其得到相互抵消，最终满足电源对总谐波和无功电流的要求，其方案特点：补偿比较灵活，调节速度较快，而且不会和系统发生谐振现象，不过有一点要注意，那就是电力电子设备的价格比较昂贵。
2 电力调度中无功补偿常见技术
无功补偿主要是通过设置相关的补偿装置改善无功功率，以实现减小损耗、改善电压品质因数的目的。目前常用的无功补偿技术包括同步电机技术、并联电容器技术、静止无功补偿器技术、静止无功发生器技术等。
2.1 同步电机技术
同步电机技术主要包括发电机、电动机、同步调相器。电力系统正常运行过程中，相同的功率因数具有一定的滞后性，以供应系统运行所需的无功功率。为了减少输电线路电能的损失，关键就是可采用降低激励电流的手段，使得功率因数超前，多余的无功被吸收。其中同步电动机就是通过调整激励电流的大小，控制输出无功电流的大小和方向，但是装置安装过程较为复杂，且成本较高。使用同步发电机主要是在发电过程中利用调节装置调整功率因数，是其产生一定的滞后性，从而产生一定的无功功率。同步调相机可以实现无功补偿的动态控制，但是该结构具有较为复杂，后期的维护和保养较为困难。
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2.2 并联电容器技术
在无功补偿中并联电容技术作用明显，该技术灵活性强是其最大特点。并联电容器无功补偿技术主要是根据系统运行所需无功功率的大小进行补偿电容的自动投放，正常状态下电容无需太大功率来实现自身功率补偿，满足现阶段的节能要求。总的来说，使用该技术具有设备安装简单，灵活性较强，功耗小，但是容易出现过补偿和欠补偿的现象，使得补偿发生错误。
2.3 静止无功补偿器技术
静止无功发电技术是通过对调度电流的内部起作用，控制内部电流来实现基本的无功补偿形式，其同步电机技术之间差异较大。静止无功发电技术对设备配置方面并未有太多要求，但对电容器有特定要求，高能效的电容器在控制无功补偿方面效果更好，电压的稳定性也更理想。静止无功补偿器由电抗器和电容器共同构成，在投入使用时可满足连续调节的要求，但是由于内部晶闸管的控制，电抗器投放过程中更容易产生谐波干扰电网运行的可靠性。
2.4 静止无功发生器技术
静止无功发生器的基本电路为三相桥式变流电路，其中不需要安装大容量的电抗器、电容器等储能元件，只在直流侧安装小容量的电容器即可。采用三相桥式变流电路的PWM控制方式，便可实现整个系统无功功率的吸收与发出的控制，但是该控制方式具有较强的复杂性。
正常情况下电力调度的无功补偿方案的统筹类型分为高压集中补偿、低压集中补偿、线路固定补偿、用电设备随机补偿等。在实际工作中根据电力调度的实际运行状况，选择合适的补偿技术，以实现配电系统的高校运转。
2.5 有源电力滤波器
有源电力滤波器属于在动态抑制谐波、补偿无功中应用的新型电力电子装置之一，可以对大小不同和频率的谐波实施快速跟踪补偿，与无源的LC滤波器相比，有源电力滤波器能够通过采用采样负载电流，并进行各次谐波和无功分离，同时控制、主动输出电流的大小、频率及相位，响应时间短，能够在短时间内抵消负载中的电流，达到动态跟踪补偿的目的。有源电力滤波器具有连续、反映迅速的特点，在工作过程中可以实时进行无功补偿，在具体使用时有时采用单个，有时采用多个滤波器进行无功补偿，但是采用方法具有设备成本较高，运行原理复杂、维护难度大的特点。
3 电力调度中无功补偿技术的应用
为实现电能资源的有效节约，在电力调度过程中电力调度员要充分利用电力调度的无功补偿技术补偿无功功率。从降低输电线路的线损和改善电网电压质量的角度考虑，使用无功补偿技术时应尽量避免长距离电网元件的传输，在遵守“就地平衡，分级补偿”的基础上，采用分层分区模式，并根据正常运行过程中的最大最小负荷运行方式进行计算。此外还要对无功补偿装置定期故障检修和校准，并安装足够的无功补偿设备以防突发事件的发生。
各级调度员在进行电力调度时应以发电企业和供电企业所提供的无功调节能力为依据进行调度，在设备检修的情况下也要保证大型无功补偿设备的正常运行，此外在进行电力调度过程中上级调度部门应为下级调度部门提供足够的无功电力保障，下级在进行电力调度的过程中在保证本地电网无功补偿的同时，向下一级输送一定的无功。电力调度工作人员在接到调整电网无功的命令之后，根据电网实际进行调整电网的电荷分布、无功和有功，避免出现电压崩塌导致的大面积停电事故。
4 结语
总之，电网无功补偿是电力调度的重要内容之一，它承担着降低输电线路的线损，改善电网供电质量的任务。随着供电规模的进一步扩大，电力系统的容量不断加大，这一过程中无功损失也就更加明显，因此在电力调度过程中加大无功补偿技术的使用成为必须采取的措施。在进行无功补偿时各级调度人员要严格遵守无功补偿的配置的选择，选择合适的补偿技术以实现电能的高效利用。
参考文献
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[2]袁财军.对电力调度无功补偿技术的探讨[J].无线互联网科技，2012（03）：137-139.
[3]王伟，高景艳.刍议电力调度无功补偿技术[J].工艺与技术，2013（08）：91-93.
论文作者:任肖轩
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/9/12
标签：电力论文; 功率论文; 技术论文; 电网论文; 设备论文; 滤波器论文; 电流论文; 《电力设备》2018年第13期论文;