摘要：在国家用电量日益增加的今天，无功补偿能起到提高系统的供电效率和电压质量，减少线路损耗，降低配电线路的成本，节约电能的作用，所以合理的选择补偿装置，必将使电网的质量得到提高。本文阐述了电力调度无功补偿技术。
关键词：无功功率；电力系统；电力调度；
一、无功补偿的基本原理
所谓的无功补偿技术便是指无功补偿电源，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。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，这样用电设各才能在额定电压下工作。
当电网需要增设无功补偿时应按照“全面规划，合理布局，分级补偿，就地平衡”的总原则，进行合理的配置，以便取得最大的综合补偿效益。其具体要求是：既要满足全区的无功功率平衡，还要满足分区、分站的无功平衡，尽可能地使长距离输送的无功量小，最大限度地减少功率及电能损耗。集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主。既要在变电站进行集中补偿，又要在配电线路及部分用户进行分散补偿，但大部分补偿设备应配置在配电网络中，以实现就地就近补偿。电力部门补偿与用户补偿结合。
二、电力调度无功补偿的常用方法
2.1随器补偿方法。所谓的随器补偿方法，其主要原理就是在配电变压器二次侧经过低压保险设置低压电容器，通过此种方式来对配电变压器的空载无功进行补偿。正常情况下，空载励磁无功是配变电压器处于空载状态或者是轻负载状态下的无功负荷表现形式，其中，配电变压器的空载状态是造成电力用户产生无功负荷的主要原因；并且，轻负载状态同样会产生大量的电力耗费。综合目前的现实情况，随器补偿方法是当下进行无功补偿的最为有效的方法之一，并且可以有效减低电网线损、提供配变电压器的利用率，获得较大的经济效益。除此之外，随器补偿方法还有补偿效果好、维护方便、接线简单等优势。
2.2随机补偿方法。所谓的随机补偿方法，其主要原理就是将电动机和低压电容器组并联在一起，并利用保护装置和控制装置实现两者的同时投切。安全稳定、维护简单、配置灵活、安装简便、成本经济是随机补偿方法的重要优势。随机补偿方式通常均是用来对电动机的无功消耗（主要是励磁无功消耗）进行补偿，所以它能够对用电单位的无功负荷进行有效地限制。由于用电单位停止运转时，低压电容器组等无功补偿设备也一起推出，因此不需要对补偿容量进行频繁地调整。
2.3跟踪补偿方法。所谓的跟踪补偿方法，其主要原理就是以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户母线上面。适用于100kVA以上的专用配电变压器用户，可以替代随机、随器两种补偿方式，补偿效果好。跟踪补偿的优点是运行方式灵活，运行维护工作量小，比前两种补偿方式寿命相对延长，运行更可靠。但缺点是控制保护装置复杂，首期投资相对较大。但当这三种补偿方式的经济性接近时，应优先选用跟踪补偿方式。
三、电力调度的常见无功补偿技术
3.1“固定滤波器+晶闸管调节变压器”方案。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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。
3.2“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。
3.3“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。
四、无功补偿的节能降损作用
4.1 无功补偿对线路损耗的作用。在线路的负载中存在着大量感性负载，在输送同样的有功功率下，负载电流会提高，而线路损耗与电流的平方成正比增加。要降低线路损耗，就必须减少负载电流。三相电路中，功率损耗 ΔP 的计算公式为：△P = 3I2R由于进行了无功补偿，可使补偿点以前的线路中通过的无功电流减小，减少了无功在电网中流动，线路中功率损耗大大下降，从而使线路的供电能力增加。因此，加强对线路的无功补偿是降低线路损耗的一个重要措施。
4.2无功补偿对降低电能损耗的作用。有功功率、无功功率、视在功率之间的关系如图 1 所示
式中
S———视在功率，kVA
P———有功功率，kW
Q———无功功率，kvar
φ 角为功率因数角，它的余弦（cosφ）是有功功率与视在功率之比即 cosφ = P /S 称作功率因数。
由功率三角形可以看出，在有功功率一定的情况下，用电功率因数cosφ 越小，则所需的无功功率越大。如果无功功率不是由电容器提供，则必须由输电系统供给，为满足用电的要求，供电线路和变压器的容量需增大。这样，不仅增加供电投资、降低设备利用率，也将增加线路损耗。为此国家供用电规则规定，无功电力应就地平衡，用户应在提高用电自然功率因数的基础上，设计和装设无功补偿设备，并做到随其负荷和电压变动及时投入或切除，防止无功倒送。还规定用户的功率因数应达到相应的标准，否则供电部门可以拒绝供电。
五、结束语
电力调度的主要目的便是要科学合理地对功率进行调度，但是因为目前输电电压尤其是电力系统联网容量不断增加以及无功率负荷的增多，使得当前的电力调度难度越来越大。更加安全、更加稳定的电网运行要求让电力调度中采用无功补偿技术成为必然选择之一。
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论文作者:朱晓峰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/1
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