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摘要：在电力设计中，无功补偿装置是整个电力系统的重要组成部分，可以减少电网消耗。提高电网质量，随着科技的不断进步与发展，人们生活质量明显改善，同时高科技产品的不断推广与运用，丰富了人们的日常生活，使得用电量不断加大，因此，电力设计过程中，保证供电正常的同时，要保证供电质量。环保工作的进一步开展，将绿色环保理念注入各个工程中，无功补偿自控方案的提出，大大提高电力设计水平，保证电网质量，是目前我国电网设计中的关键化解，因此，对无功补偿自控方案的运用研究，受到社会各界人士的高度关注，下面对电力设计中无功补偿自控方案的运用进行分析。
关键词：无功补偿；单片机控制补偿；PLC控制补偿
引言
随着科技的不断发展与进步，以往的低端控制器已经不能满足现代电力设计的需求，目前，大多以无功补偿为依据进行控制，无功补偿自控方案的运用，打破传统控制方法，大大提高电力设计中的控制效率，使得我国电力设计水平进一步提高；最近几年，我国电力设计水平停滞不前，不能满足人们日程生活与向生产需求，电力设计人员也面临重大挑战，对电网进行如何控制，成为电力设计中热门话题，无功补偿自控方案的运用，改善了我国电力设计水平，为我国电力设计的发展提供重要条件。
1、无功补偿的定义
最近几年，经济和科技飞速的发展，电力企业应用了变压器和异步电动机，大量的应用大型可控硅装置，带来了大功率的冲击性符合，电力系统的功率因素变低，电压波动增大。安装并联的电容器来实现无功补偿，主要是为了提升功率因素，减少能源损耗和降低设备的容量，确保电压的稳定，确保供电的质量；在长距离的输电中提升输电稳定性、平衡三相负载的有功电率和无功电率和输电能力。按照补偿安排方式存在的差异，无功补偿可以具体分成下面几种类型：就地、分散和集中补偿等。所谓的集中补偿是指在地方或者是企业的变电所6千伏到35千伏的目前上安装补偿装置。
补偿装置包括并联电容器、同步调相机、静止补偿器等。目的是改善输电网的功率因数、提高终端变电所的电压及补偿主变的无功损耗。分散补偿是在功率因数较低的车间或向村镇供电的高压或低压线路上装设补偿器，这种方式与集中补偿有相同的优点，但无功容量较小。分散补偿通常采用10kV户外并联电容器安装在架空线路的杆塔上或另行架杆进行无功补偿，以提高配电网功率因数，达到降损升压目的。因其具有投资小，回收快，补偿效率高，便于管理和维护等优点，适用于功率因数较低且负荷较重的长配电线路。就地补偿装置适宜装设在异步电动机或电感性用电设备附近，既能提高用电设备供电回路功率因数，并且能提高用电设备的电压质量。
2、典型无功补偿自控方案
无功补偿自控方案的运用，使得我国电力设计水平进一步提高，众所周知，电力的设计关系到人们生活质量与工业生产，因此，在设计过程中，不仅要保证电力设计质量，还要保证资源与能源的充分利用，同时，根据电力设计的具体情况，对采取何种无功补偿自控方案进行具体分析，制定更科学合理的施工方案，为我国电力设计提供更好的服务，下面对典型无功补偿自控方案进行详细分析。
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2.1、电子式的自动补偿控制方案
传统电子式自动补偿控制装置主要包括了分立元件，分立元件组装的自动控制系统有具体分为：无功预算、比较单元；相位、交流接触器；投切控制单元、电容器组等，投切开关大多选择交流接触器。存在有一定的缺点：产品元件较多、设备体积大、线路的维修繁琐复杂、可靠性得不到保证，响应速度慢，在投切环节会涌流电网产生一定的冲击，使用寿命短。一部分单位使用的设备很难及时修复，只能人为的加以控制。
2.2、单片机控制技术的无功补偿方案
一种典型的基于ATmega16单片机控制技术的无功自控方案，系统主要由信号调理模块、AVR处理模块、控制补偿模块、液晶显示模块和键盘等模块组成。
其中，芯片ATmega16是基于增强的AVRRISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmega16的数据吞吐率高达1MIPS/MHz，从而可减缓系统在功耗和处理速度间的矛盾。此外，ATmega16AVR内核具有丰富的指令集和32个通用工作寄存器。所有的寄存器将直接与运算逻单元(ALU)相连接，使得一条指令可在一个时钟周期内同时访问两个独立的寄存器。这种结构大幅提高代码效率，且具有比普通CISC微控制器最高至10倍的数据吞吐量。该控制方案就是充分利用了ATmega16芯片高速的运算能力和先进的体系结构来完成无功功率的快速检测、动态补偿和配变检测的功能。AVR处理信号的过程是:首先对A/D转换器输出的信号进行采样，并将采样取得的信号进行FFT算法运算处理(计算功率因数、电压、电流、有功功率等)。随后判断电压是否过压或欠压，电流是否低于零，并根据结果决定是否要逐步切除电容器。计算无功功率需要补偿的数值，且做出投切决策和输出投切指令。系统软件采用模块化结构设计，将各功能模块设计为信号采集模块、电网参数计算模块、电容器控制投切模块、键盘与显示模块等四个独立的编程调试程序块，既便是程序的移植和修改仍方便系统调试和连接。
2.3、基于PLC控制的无功补偿自控方案
PLC是以微机技术为基础发展起来的新一代工业控制装置，电力结构图是在传统继电器接触器自控系统基础上改造的基于PLC控制技术的无功补偿自控方案。在原系统中相角检测线路、主回路、稳压电源和输出电路一直在使用，可逆计数器、加、减法电平转换、时钟脉冲发生器、译码器、清零电气等应将的控制功能用PLC来替换。因为相角检测电路的输出信号不稳定，所以很难带动驱动PLC的输入，必须要放大处理该信号，才能成为PLC的输出信号。按照系统的需求，要充分利用PLC软件，最终实现自动控制的功能。
3、无功补偿自控方案比较
无功补偿自控方案的运用，使得我国电力设计水平进一步提高，淘汰传统电子式自动补偿方案，由于由于传统控制技术相应速度慢、线路比较复杂，给施工与设计带来一定困扰；无功补偿自控方案的设计，具有组成方便、利于扩展、抗干扰能力强等优点，不仅能够方便现在电力设计安装要求，还满足生产生活对电力设计的要求，因此，将无功补偿自动控制方案进行不断更新与研究，为我国电力设计工作提供更可靠依据，促进我国电力设计更进一步发展。
3.1无功补偿的其它方法
随着我国人民生活水平的提高，家用电饭锅、电磁炉越来越广泛；通常电饭锅、电磁炉分成几档功率；分档时，如果以串联电容器的方法来分档，这样每家每户做饭时就可就地补偿无功，甚至于向系统输送无功。这一方法，只要政府和企业共同努力，也是可行的。以每个家庭0.5kVAR计算,2亿家庭就拥有1亿kVAR的无功容量，是相当可观的。
4 结束语：
综上所述，电力设计中无功补偿自控方案的运用，打破传统控制方法，提高控制的可靠性，同时，无功补偿自控设计安装方便，线路设计较传统为少，方便施工，保证控制质量；因此，选择无功补偿最佳方案，提高功率因数、降低成本损耗、减少资金投入等，从而提高用电与供电企业的经济效益，通过比较，可以看出，无功补偿自动控制技术的优点，符合我国电力设计的需求，大大提高我国电力设计水平;至于家用电器串联电容器调档，两者并不冲突，可同时实施，也可单独实施。
参考文献
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论文作者:阮贵全
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/19
标签：自控论文; 方案论文; 电力论文; 功率因数论文; 电容器论文; 我国电力论文; 电网论文; 《建筑学研究前沿》2017年第32期论文;