摘要：本文从无功补偿技术的含义和工作原理、我国电气自动化中无功补偿技术应用的现状、无功补偿容量和安装位置的优化、无功补偿技术中存在的问题及解决办法的方面来对电气自动化中的无功补偿技术进行分析。
关键词：电气；自动化；无功补偿；
一、无功补偿技术的含义和工作原理
所谓无功补偿技术，就是在电气系统中扮演提升电网功率的角色，主要体现在系统中对供电变压器损耗的有效降低，为电气公司提供良好稳定的供电环境。而针对部分小型电力系统，无功补偿主要用来调整系统中三相不平衡电流，而对于部分大型系统而言，无功补偿为电网电压的稳定性和安全性提供了有利的保障。针对无功补偿的工作原理再讲，主要可分为两个部分：有功功率、无功功率。其中无功功率也存在一些弊端：不能够进行远距离传输，所以只能针对一部分下属用电的无功功率进行有效补偿。要在供电系统中安装无功补偿的装置方式，无功补偿设备才能够正常运转，并且能够与配电变压器相互抵消无功功率，以此实现提高功率因数的目标，进而也从整体上减少了电气系统中的无功功率。
二、我国电气自动化中无功补偿技术应用的现状
电气自动化中的无功补偿技术主要有以下三个方面的应用，其每一方面的运用都有着十分重要的作用，其具体内容如下：首先，无功补偿技术可以应用在滤波器和电抗器中，这一应用的目的主要是使得滤波器中的电流能够在一定程度上和无功补偿电流相互之间进行抵消，使得在运行的过程中节约能源；其次，无功补偿技术可以应用在再固定滤波器和可控饱和电抗器中，这一应用可以将其中的电流与无功补偿电流进行融合，从而大大的提高电气自动化设备的运行环境；再次，无功补偿技术可以应用在固定滤波器调压和电容器调压中，从而达到节能降耗的目的。这是无功补偿技术在电气自动化中的最重要的三个应用，当然，该技术在该领域的应用还有很多。无功补偿技术在电气自动化中的应用，使得电气自动化领域得到了很大的发展，也因此，无功补偿技术得到了广泛的应用。但是，由于无功补偿技术是一种难度系数较高的技术，根据电网运行的不同状态、不同环境，无功补偿技术的应用的方法也各不相同。然而在实际的技术应用中，经常出现施工技术人员硬搬硬套理论的情况出现，致使无功补偿技术不能发挥出原本的功能。同时，无功补偿技术自身也存在着许多问题，如技术研究不深入、设备不完善等等问题，这些问题给电力自动化的发展带来了一定的压力和挑战。
三、无功补偿容量和安装位置的优化
所谓补偿容量的经典优化法，则是从网损最小、年运行费最小、年支出费用最小的观点，求出最佳补偿容量的算法，以及在考虑负荷沿线分布情况下，求得最佳补偿容量和补偿位置的算法。这些算法的共同特点是：当求得所要求的量值的数学表达式以后，采用求函数极值的方法，来求得补偿容量和位置的数学表达式。从数学的观点来看，是一些古典的算法，故将其称为经典优化法。时至今日，这种方法仍被用在确定网络补偿容量和位置的实践中。
（1）计算机监控配电网补偿电容器的方案
时控方式和电流控制方式是控制补偿电容器的2 种基本方式，它们各有优缺点。SCADA 功能在电力系统中的应用，提供了采用计算机监控补偿电容器的控制方式。计算机根据SCADA 系统所采集到的有效数据、实际出口的电流和时间，来控制电容器的投切。此方式更精确、科学；而且调节灵活、可靠，并可监视电容器的运行状况。
（2）系统的硬件配置
选用新型的计算机作为中央控制系统，配备无线通讯监控系统与SCADA 主机相连，用于监控配电网上各补偿点的投切装置。每个补偿点均装设数字无线接收器1 台，并与自锁式继电器连接，作为补偿电容器的操作开关。同时还要配有计数器，记录操作次数。每台接收器都由9 位滑动开关设定的编码，可设定512 个补偿点，基本上能满足县级电网补偿点的要求。监控电容器计算机的指令可借助SCADA 系统的音频振荡器和发射器发出。
（3） 系统的软件配置
计算机控制电容器系统的主要软件功能：调整SCADA 系统软件，设定SCADA 系统的周期性数据转入暂存区。系统数据库按变电所、馈出线、配电网中电容器的顺序依次设定。数据库中每组补偿电容器附有冬、夏两季与负荷电流和时间对应的电容器投切关系表。同时还存储有各补偿点的负荷电流上、下限范围。当从SCADA 系统传入数据后，电容器监控系统将此数据与补偿电容器投切关系表进行对比，以决定是否需要投切电容器。为避免SCADA 系统发生故障影响电容器的操作，选用时控方式作为后备保护。
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（4）对无功补偿新的要求
传统的无功收费方法是按功率出数进行考核和奖惩，对功率因数达不到规定值要求的进行经济惩罚。这种方法既没有给出合理的费用补偿办法，也没提供无功价格随无功需求波动而变化的经济信号，不利于调动各方参与系统无功/ 电压调整的积极性。在电力业放松管制后，电压/ 无功支持被纳入辅助服务之一。运行费用低的特点，通常无功的价格应包括容量价格和电量价格。其中容量价格是为了实现无功补偿设备的投资回收和无功备用的价值回收，电量价格则是为了补偿无功设备的总运行费用。从各国电力市场的具体实践来看，对无功辅助服务的划分范围、补偿对象、费用机理和补偿程度各不相同。在美国，各电力市场的独立系统运营商（ISO）一般把发电机因提供无功支持导致有功损失而带来的机会成本纳入无功补偿的范围；澳大利亚的ISO 把发电机及同步电容器纳入无功补偿的范畴，对发电机仅补偿其损失的机会成本，而对电容器的补偿为授权付费加电量付费；而英国国家电网公司规定对无功的付费为电量付费加容量付费。电网公司作为单一的无功购买者，应该向发电厂支付无功费用，使其能够从无功容量付费和无功电量付费中得到完全补偿。
（5）分散补偿电容器组的分布
为了使主干线少传输无功负荷，应尽量减少主干线的汇流密度，从而达到降损的最大效益；同时也为防止电压过高致使电容器过高发热，配电网的主干线，尤其是其前中段不宜装设电容器。为了防止电压过低而影响电容器的有效出力，配电线路的末端也不宜装设电容器。应视具体线路的电压监测情况，分散安装在各大小分支线上。安装点的电压水平应不超过电容器额定电压值的1.05倍，一般应位于分支线长度的1/3～2/3 之间。
四、无功补偿技术中存在的问题及解决办法
（1）远距离运输无功潮流。
问题：在众多电气电厂中，涌向高压变电站的无功潮流有很多，并通过输电电路被输送到各个中压或低压变电站中，由于各电压站分布位置的不同，也就出现了无功潮流需要远距离运输的问题。
解决办法：首先要选择能够适应电气系统运行的电容器，并针对不同用户的电压负荷情况采用相应的电容器；其次在电力补偿电容器过程中要努力提高电容器运行能力，尽量减少电气系统对电容器产生的负面影响；最后要利用补偿控制器帮助电容器提高运行速度和质量，从而保证无功潮流在远距离运输工程中的安全稳定性。
（2）技术人员素质普遍不高。
问题：在电气自动化技术的不断发展的过程中，技术人员却没有相应提高技术水平，其中有大部分工作人员在电气自动化知识方面十分欠缺，也导致了工作进程慢和设备的使用价值得不到很好体现。
解决措施：要对技术人员进行不定时培训，并对部分员工进行外派，以学习到更多更完善的电气自动化知识。另外针对无功补偿技术进行详细的讲解，并积极开展有关电气自动化演讲活动，加深工作人员对电气自动化的了解，从而将掌握到的知识运用到实际操作中去。
（3）用户对无功补偿的认识不全面。
问题：目前，大多数电力企业和用户对于无功补偿的理解，只停留在补偿功率上，并没有认识到降低系统损耗的重要性。
解决措施：首先，在实际的运行过程中，技术人员要加强无功补偿技术的使用，帮助用户了解无功补偿的具体应用情况，并向用户阐明降低无功补偿损耗的重要性，从而引导用户减少电器使用率，以降低有功功率的损失；其次要充分利用媒介的宣传向广大用户宣传无功补偿的功能以及注意事项，最大程度帮助用户认识到无功补偿技术的重要性。
总结语：
在电气自动化的发展中应用无功补偿技术不仅能提高整个系统的稳定性，还可以节约能源消耗，并保障了电气自动化系统中的电容器和设备的安全性。综上所述，无功补偿技术在电气自动化应用中起着非常重要的作用，所以我们要尽可能的提升无功补偿技术，使其更好的为电气自动化的发展起到推波助澜的作用。
参考文献：
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[3] 黄勇东，蔡学志，黄庆键，孟安波，陈思哲，刘凯. 含多风电场地区电网的无功优化. 广东电力，2014（8).
论文作者:苏磊
论文发表刊物:《基层建设》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/8
标签：电容器论文; 技术论文; 系统论文; 电气自动化论文; 电压论文; 电流论文; 功率论文; 《基层建设》2017年第13期论文;