【关键词】：智能无功补偿装置；自适应控制技术
引言
近年来，电力系统非线性负荷容量持续增长，对电网无功调节形成巨大压力，系统面临谐波污染加剧的趋势。科学合理的无功控制策略对电力系统节点电压调节具有积极作用，不仅能提升电能传输效率、减小网损，更对电网的安全、经济、绿色、高效运行具有重要的意义和价值。
1、智能无功补偿装置的功能
1.1主机功能
（1）按顺序发送给补偿器主机状况，确保主机正常运行时从机与其无竞争关系。
（2）依次发送给从机参量读取指令，查收发回的各类参量信息，包括电容数值、补偿类型、投切信号、控制类型、温升和阈值超量，时延标识等。
（3）对电压电流量采样，同时求出系统实时潮流量，包括电压、电流和功率值，并计算获得功率因数、电压和电流谐波指标值。对测温器采样，得到温度实时值。按照保护控制条件运行。
（4）依据控制参量设置值对比线路参量，取得待选择的补偿器，按照对应的电容序号发送给从机控制指令，如果运行对象为主机控制电容，则可取消指令。
（5对系统供电进行监测，当失去供电瞬时，准确切除己投入运行的补偿器。
1.2从机功能
（1）查收播送的主机状况，当在设定的时间区间内未收到信息，开启竞争操作指令，按照本地地址信息，经过给定时延后代替主机。
（2）查收由主机发送的参量，读取指令，传回各类参量信息，包括电容数值、补偿类型、投切信号、控制类型、温升和阈值超量，时延标识等。
（3）对电压量采样，同时求出系统实时电压值，对测温器采样，得到温度实时值。按照保护控制条件运行。
（4）查收由主机发送的控制信息，执行补偿器投切操作，同时传回补偿器状态信息。
（5）当各相电容补偿器退出后，开启时延保护程序，在内置时钟设定120s时延间隔，时延间隔段内若又查收到投入指令，则不执行操作且传回时延标识。
（6）对系统供电进行监测，当失去供电瞬时，准确切除己投入运行的补偿器。
2、无功补偿装置分类
2.1PPF-SVC型无功谐波补偿器
晶闸管控制电抗器（TCR）、晶闸管投切电抗器（TSC）或它们的混合装置均能构成静止无功发生器，工作原理是根据负载特性实现连续或有级的无功补偿。无源滤波器（PPF是）由电抗器、电容器和电阻器按照适当参数组合而成的滤波装置，PPF与负载并联不仅能滤波，还能补偿部分无功。考虑实际问题时，设计滤波器时，不仅要考虑负荷侧产生的非特征次谐波，还需要考虑装置本身产生的谐波。
2.2混合型有源电力滤波器（APF）
早期的混合型APF指的是PF和APF相结合的混合装置，此装置的优点在前文己经提过。现今的混合型有源电力滤波器（HAPF）是PPF和APF相结合构成的，兼有PPF和APF的优点，在综合补偿方面，这项装置研究较早，所以现在应用非常广泛。HAPF一般在无功补偿领域里只能补偿具有固定容量的无功功率，不像SVC具有连续调节无功的能力。以 APF和LC等无源器件结合方式将HAPF分为APF和PPF混合使用以及注入电路式HAPF两大类。
2.3SVC+APF型无功谐波补偿器
SVC与APF联合运行系统，SVC由TCR和FC组成，在FC上串联小的调谐电抗器组成单调谐PPF。将小容量的APF通过PPF串联于SVC系统中，具体原理为APF与基波谐振支路并联后再与SVC结构中的无源部分相串联接入电网。
3、智能无功补偿装置自适应控制技术
3.1信息采样
利用PDB达到对模数信号采集频率的控制。在寄存器中设定参数基本数值，就能够在指定时段内触发中断执行操作，同时发送给模数转换单元进行采样。采样成功之后，它的对应状态指示标识将自行引发直接内存访问的信息采集传送，采取其数据访问模式传送给数模转换单元相应的采集信息，并存储到其内存数据缓冲地址中。采样分析过程将针对该地址区域中的各周波开展Fourie:计算，计算结果中包括了频率数值、各相电压向量值以及最高三十一次的各相电压谐波数值。各相电流信号采集模式与之类似。
电力系统实际运行时，它的频率在额定频率上下波动，呈现出实时变化态势。因此，为达到信息采样分析的准确无误，在系统运行频率不断变化的同时，需及时调整采样区间。在直接内存访问单元传送的采集信息符合Fourier计算要求后，求解单元发送指令，直接内存访问单元停止传送。此时由频率计算值为基础，再一次针对中断延时寄存器中的参量进行设定，保证模数转换单元的采样符合系统实际频率要求。随后，再次启动直接内存访问单元，按照更新后的采样周期开展模数信息采集。
3.2温升分析
温升分析是设备自身保护控制的基本功能之一，传感测量单元监测到温升情况，根据设定的阈值执行判别，当温升高于阈值时，执行补偿器投入闭锁指令，同时退出所有在运补偿器。
3.3操作分析
投切操作分析作为软件控制的关键，分析方法是否合理适用直接关系到控制单元运行是否可靠。操作分析模块控制功能设计，通过信息采样进行合理调节策略选择，求解出适当的补偿器集合。在功率因数控制处理中，给定它的目标函数项，按照实时采样获得的电压电流量和补偿器控制信号，经过求解给出合理的补偿策略，同时改变相应补偿器状态，使得实际补偿量与所需补偿量差值尽量小。在投入和退出补偿器的过程中，利用最优控制方法，找到最为合理的补偿策略，达到一次补偿到位的功效。
3.4失电监测
在设备运行遇到失电状况后，及时采取退出电容器操作，确保一定时间区间内数据完整性。在图1中给出了失电监测分析流程，这种处理方式可有效避免失电情况下对设备造成的不利影响。
图1 失电监测分析流程
结语
随着国家能源供需侧结构调整，以及民众环保意识的增强，新建电源供应点和负荷中心往往相隔甚远，不仅造就了大规模的远距离大容量送电需求，也由于负荷供电可靠性要求，对负荷中心局部电网的无功补偿要求愈来愈高。通常情况下，无功就地补偿方式最为高效经济，而由于大型发电厂对于负荷中心既无法给予足够的有功热备用，也不能满足无功电压支撑的需求，使得电力系统运行中必须在各负荷节点和枢纽节点形成充足的无功备用容量，避免系统因无功功率缺乏造成电压崩溃的恶性事件发生，保证电网的安全稳定运行。
参考文献
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论文作者:陈伟军
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年15期
论文发表时间:2019/12/12
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