摘要：基于无功补偿装置在电力系统中的无功功率补偿及负荷功率因数的提高等功能，介绍了补偿装置的分类，包括机械旋转类无功补偿装置、静止类无功补偿装置以及复合类无功补偿装置；论述了这几种装置控制器的结构原理及应用，并总结了补偿装置在电力系统应用中的优越性以及无功补偿的最新进展。
关键词：补偿装置；无功功率；电力系统；应用研究
0引言
无功功率的存在是众多电气设备正常工作的需要，也是必备要求，它反映了负载特性，其分布和大小变化也会影响电压稳定。此外，负载所需无功功率的大小会由电气设备的运行条件、环境参数、网络结构、材质特性、负载大小等因素所决定。
1电力系统中无功补偿的原理
1.1电力系统中无功补偿的本质
从本质上进行观察，无功补偿其是一种利用无功补偿器所发射出的无功来实现对潮流或者负载处的无功部分进行抵消，进而实现输电线其负担的减轻的过程。无功补偿器其提供与电网所必需的无功功率，同时也可以依据电网的实际需求将电网的无功功率给以吸收。从本质和原理上进行观察，无功电源是不消耗也不产生任何功率的，因此其在使用中是不需要原动机的。在无功补偿的实现原理上其主要有两种机理，其一为电流的补偿性，其二为电压的补偿性。
1.2电力系统中无功补偿的意义
电力系统中无功补偿其，对于电力系统的整体运作有着极其重要的意义。其在使用中对电网无功进行适当化的补偿，进而可以对于电网其电压的稳定性给以提升，同时还可以对于电力系统中的设备利用率以及功率因数给以提升，还可以降低传输线的线损，对输电系统的输电能力给以了提升，实现三相功率的平衡，并且还可以为电力系统给以电力方面的支撑，进而切实的保障电力系统其运作的可靠性和安全性。
1.3电力系统中无功补偿的方法
电力系统中无功补偿其在方法上具有多种的方式，从能源供给的方面进行观察，可以将其划分为有源补偿和无源补偿两种;按照补偿的方式进行划分，可以将其划分为串联补偿、并联补偿以及混合式补偿的三种形式;从补偿状态以及补偿装置的应用角度进行观察，可以将其划分静止类无功补偿、机械旋转类无功补偿、复合类无功补偿三种，此类划分的方式是最为全面和精准的，因此文章以此划分方式为背景展开了详细的应用讲解。
2现阶段主要的电力系统中无功补偿的种类
2.1机械旋转类无功补偿机制
机械旋转类无功补偿机制其属于一种最为传统的无功补偿装置，其在使用中最为显著的特点是，可以通过使用转子绕组其存在的励磁电流调节实现无功功率其吸收和输出的改变。机械旋转类无功补偿机制在电力系统的初期曾经发挥过极其主要的作用，即是到了今天对电力系统的静态电压稳定以及无功的调节仍然具有着显著的作用。机械旋转类无功补偿机制就现阶段而言，其在有三种装置。其一为同步调相机，同时其也被成为同步补偿机，其在本质上进行观察可以看着一种不携带任何负载的同步电动机，其工作的特点是既可以发出感性的无功功率实现电压的升高，同时也可以吸收感性无功功率实现电压的降低;第二种为同步发电机，同步发电机是不功补偿装置中使用最早的装置之一，但是在时代和技术不断发展的背景下，该电机已经不再被使用;第三种为同步电动机，在其本质上属于交流电机的一种，其在特性上和同步调相机相似，都是通过控制感性无功功率进行电力系统的调控。
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2.2静止类无功补偿装置
静止类无功补偿装置其本质为该补偿装置在实际的运作之中是固定的不动的，从结构上进行观察是指该类无偿补偿的设备是没有设置旋转部分的，故此其具有效率高、体积小、动态效应时间短以及占地面积小等诸多的优点。在其工作原理上依托于柔性的交流输电技术。目前静止类无功补偿装置在市场中使用较为广泛的主要有以下几种:固定电容;静止无功补偿器，静止无功补偿器又可以划分为晶闸管偷窃电容、晶闸管控制电抗器、磁控电抗器三种;电磁同步补偿器，该补偿器实现了超前的无功电流的有效控制，此外其还有调节精度高、速度快、输出谐波小等诸多的优点。
2.3复合类无功补偿器
现阶段主要使用的复合类无功补偿器主要有FC+TCＲ、FC+MCＲ两种。对于固定的电容补偿而言其最大的优点是在其成本上很低，但是其也有一定的缺点，即只能给以分组的投切，通常情况下，操作都需要在人工干预之下，因此该设备是不具备自动控制的能力的。面对固定电容的这一缺点，FC+TCＲ得以诞生，其可以在一定程度上实现固定电容的自动化控制，并且在解决振荡现象的效果上，还具有时效性的优点，并且在使用中不会出现频繁电容投切的现象，进而也就可以避免检查不准致使的冲击电流。FC+MCＲ其和FC+TCＲ在符合补偿的方式上，是十分相似的，只是对TCＲ使用了MCＲ给以代替，相较之FC+TCＲ，FC+MCＲ其在谐波产生上要更小一些，其适用于电压出现大幅度波动的情况，故此目前FC+MCＲ主要在500KV以上的超高电压的输电系统中得到了广泛的应用。
3电力系统中无功补偿的优势所在
3.1电力系统中无功补偿带有无源滤波
电力系统中无功补偿带有无源滤波此类的无功补偿其能够起到滤波的作用，其在原理上主要是利用并联LC串联电路中的某一次谐波形成一个短路，进而实现对基波形成纯电感或者纯电容的无功补偿。该类补偿其一般应用于低次的谐波之中，例如5、7、11、13次等谐波的无功补偿。
3.2便捷化的人机操作
在电力系统中的补偿装置通常都会内置高速的微处理器，进而可以实现快速的数据采集、分析计算、控制输出、信号处理以及优化决策，进而可以达到便捷化人机操作的目的。在以上环节正式给以运行之前，其需要设置出一定的运作参数，而无功补偿装置其便捷化的人工操作，可以很好的实现系统控制的准确性和灵活性，在一些特殊的情况下，还可以通过键盘以及显示屏进行历史数据的调用。
3.3控制参数的整体化设置
就现阶段而言，现代化的无功补偿装置其智能化的程度一般是很高的，例如在控制目标上可以将其设定为功率因数补偿、电压稳定、专家系统、瞬时无功控制以及智能控制等诸多的形式。同时为了实现通用化的使用，部分无功补偿装置其控制器部分还设置了电压或者电流的互感器变比、历史数据查询、通信波特率以及故障次数记录等。
3.4灵活化的网络通信功能
对于目前广泛使用的电力系统中的无功补偿装置而言，其通常都具备远程通信的工能，并且在具体的使用中，还可以设置出相对应的远程端口、波特率以及通信协议。就现阶段使用较为广泛的串行通信通道有ＲS485和ＲS232两种。
4结语
综上所述，从本质上进行观察，无功补偿其是一种利用无功补偿器所发射出的无功来实现对潮流或者负载处的无功部分进行抵消，进而实现输电线其负担的减轻的过程。其在电力系统的应用具有电力系统中无功补偿带有无源滤波、便捷化的人机操作、控制参数的整体化设置以及灵活化的网络通信功能等诸多的优势，在其种类划分上具有诸多的划分方式，其中划分静止类无功补偿、机械旋转类无功补偿、复合类无功补偿三个种类是最为合理和精准的形式。
参考文献：
[1]王丹，刘崇茹，李庚银等．永磁直驱风电机组故障穿越优化控制策略研究[J].电力系统保护与控制，2015，22(24):83－89．
[2]张海鹏，林舜江，刘明波等．低压配电网无功补偿及效益评估系统的开发和应用[J].电力系统保护与控制，2016，14(4):129－136．
[3]田鑫，牛新生，朱秀波等．低碳背景下山东电网最优降损策略及评估方法[J].电力系统自动化，2014，01(17):67－72．
论文作者:王朝阳1,董贞2 王春宇3 范淑霞4
论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期
论文发表时间:2017/8/2
标签：电力系统论文; 装置论文; 功率论文; 电压论文; 无源论文; 电容论文; 谐波论文; 《电力设备》2017年第7期论文;