摘要：在当今的社会发展中“发展循环经济，节能减排”是经济发展的口号，并且树立科学发展观，节约资源，保护环境，近几年来对节能技术进行改造，目的就是降低能源的消耗，从而达到资源的可持续发展。文章对电力系统无功自动控制技术的应用及发展进行了研究分析。
关键词：电力系统；无功补偿；研究
1前言
近年来，无功功率对供电系统的影响非常严重，是制约供电企业顺利发展的不利因素，为了尽快解决无功功率的影响问题，我国相关电力研究部门特意针对无功功率补偿技术进行研究，结合先进的科学技术研发出性能极高的无功功率补偿设备，下面对无功补偿的运行原理进行简单介绍，并针对无功功率对电力工程配电网的影响进行有效分析，最后对电力工无功功率补偿的应用进一步研究。
2无功补偿的含义
无功补偿是指利用某一种手段实现电力系统功率和供电总体效率提升，而供电变压器和电力输送线路的损耗率降低，这种手段就是无功补偿。无功补偿应用范围比较广，无论是大的电力系统中还是小的电力系统中都有一定的作用，比如在大的电力系统中能够稳定电网电压的运行，起到调节电压的作用；在小的电力系统中能够控制三相电流运行的平衡性。无功补偿的运作原理是：供电系统功率是以有功功率和无功功率两种形式存在，其中无功功率只对固定范围内供电功率输送起到有效的作用，而对于超出的距离供电能力非常差，此时就需要借助相应的技术手段实施补偿，无功补偿装置在此就会发挥着非常大的作用，利用设备与用电设备之间产生的功率反应，加大供电系统的功率因数，使得传输电能能力大大提升，该设备中是将感性功率与荣幸功率并联，实现电能相互转换，进而满足功率补偿要求。
3电力系统无功补偿的内容和原则
通过对无功功率来进行补偿以及优化处理，使得整个电力系统的运行相对安全，除此之外，保证无功的补偿合理性是有效提升无功补偿效果的重要方式，对无功补偿点予以合理选择，从而实现对整个电力系统的合理配置，为确保电力系统的安全运行打下坚实基础。在实际操作过程中，对电力系统的不断优化和无功补偿的合理选择，防止无功功率的远距离传输问题的出现，可以有效的控制无功以及有功率的损耗的大小，进而对电力系统安全有效的运行提供有利条件并促进了经济效益的提升。具体的情况为无功优化规划对于电力系统可以分为以下两个方面：①确定无功补偿点；②确定无功补偿节点的补偿容量。需要注意的是，无功补偿节点选择的合理性与否，对电力系统安全性、稳定性和经济性产生直接影响。此外，为实现无功补偿优化的最大化，需要对补偿点予以合理确定。以往无功补偿的确定可以分为以下几个原则：①结合实际情况对电网网格结构特点予以有效总结，同时对中心点予以合理确定，以便实现对其他节点的有效控制，确保整个电网电压处于安全范围内；②选择无功补偿点的过程中，应该遵循局部平衡原理，将负荷过大的节点作为无功补偿点，且电路电压等级不同时，也可以使用分层平衡方式，以免出现无功功率在不同电压等级相互流动的情况，从而明显降低无功功率的损耗，明显提升电网运行的合理性和经济效益。在实际操作过程中，无功补偿的标准应始终保持在0.7以上。
4电力系统无功自动控制技术的应用
4.1在补偿装置自动投切上的应用
电力电子技术在补偿装置自动投切上的应用主要体现在以下三方面：
第一，机械式接触器。无功补偿自动控制中，相关开关设备属自动控制，且通常会利用并联电器开关接触来实现对其的控制。也就是说，电力系统最初是利用接触器来实现电容器组的投切。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但在实际运行过程当中，电容器组的初始电压为零，此时合闸则会使得电压剧增，导致电容器出现涌流现象，继而损坏电容器和电力系统。为避免这一情况，可在电容器组当中设置机械式接触器，通过在接触器中加入限流电阻实现对涌流的控制。相关实验表明，在机械式接触器中加入限流电阻之后，涌流的额定电流可被控制于20倍以内，有效抑制了涌流的产生，同时接触后也未出现电压降低的现象，不存在损耗。第二，无触点晶闸管。无触点晶闸管又叫固态继电器，是随着电力电子技术的发展而出现的。在无功补偿自动控制当中应用机械式接触器虽可有效控制电容器组产生涌流现象，但若因其他因素而出现涌流，电容器及电力系统仍会遭到损坏，特别是当接触器触头上的黏结盒被烧坏时，无功补偿自动控制是难以正常运行的，无功补偿寿命也会严重缩短。无触点晶闸管则有效解决了这一问题。将无触点晶闸管应用于无功补偿自动控制的最大优势在于当电网压力过零时，可利用可控硅来实现自动控制，以免电容器电压猛升而出现合闸涌流现象，同时电流也不会出现拉弧的问题，有效改善了电容器易出现交流接触器烧坏的情况，延长了电容器的使用寿命。要注意的是，在实际运行过程当中，此装置中的可控硅会产生0.7V左右的结压降，极易产生谐波电流，进而产生大量热量，致设备温度升高，从而影响电容器的正常运行。虽然这一问题可采取内置散热风扇的方式加以解决，但风扇寿命有限，且实际散热效果并不明显，因此此装置作用难以充分发挥出来，在一定程度还会加大电网运行的损耗。第三，复合开关。复合开关即是融合了机械式接触器和无触点晶闸管，而发明的一种电子复合型开关，其将接触器与可控硅并联在了一起，弥补了上述两者的缺陷。将接触器与可控硅采取并联的方式连接在一起，可真正实现电流过零时的切断与导通。这样不但实现了整个电力系统的连接与断开，而且还有效防止了涌流的出现。换而言之，复合开关即是综合了接触器无功耗及可控硅抑制涌流的双重优点。通常来说，复合开关主要有单相分补开关和三相共补开关两种，在实际应用当中可依实际情况进行合理选择。一般而言，三相共补开关多用于传统低压无功补偿，而单相分补开关多用于各相负载相差较大的无功补偿。介于对经济成本的考虑，在实际应用当中通常采取二者相互结合的方式，即电容器 接入、接触器闭合时，晶闸管两端压力接近零，依晶闸管导通条件关断晶闸管，当晶闸管两端电压过零时即可导通。自此，切除活动全部完成。
4.2电路仿真
电路仿真是伴随电力电子技术不断发展而产生的，其是利用计算机辅助分析及仿真技术以实现电力电路设计的一种技术。通常来说，电路仿真有控制电路仿真和主电路仿真两种，其中控制电路仿真是利用Multisim软件实现电路的设计与仿真；主电路仿真是利用Matlab软件实现电路的设计与仿真，此软件基本兼容各工程领域，所以在实际应用过程当中，主电路仿真的使用相对较多，且伴随计算机技术及仿真技术的不断发展与成熟，电路仿真技术也不断更新，并不断完善。要注意的是，此主电路结构在实际应用时会出现起弧现象，导致总电流减少，从而减少电路中的损耗。此外，电路仿真并无具体时间要求，只需及时换流，即可有效避免出现过大尖峰。
5结束语
总体而言，要想尽量减轻电力系统运行时的电网负荷，就有必要科学、合理控制无功涌流，即需利用无功补偿。无功补偿在电力系统当中所起的作用主要是降低损耗、提高电网运行效率，将电力电子技术应用于无功补偿自动控制当中不但可减少干路电流，而且还可加强系统功率因素，于投切时利用接触器还能产生涌流，同时使用复合开关，此外借助计算机技术还可实现电路仿真，提高元件的调试效果。
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论文作者:张宇
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/12/7
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