摘要：电力电子技术现在已经被众多领域所应用，并且取得了良好的效果，尤其是在电网中的应用，使得电网运行安全性与经济性更高。基于我国电网建设现状，首先需要解决的即电压调整问题和无功补偿问题，而电力电子技术的应用，完全可以应对无功补偿问题。本文基于无功补偿基本工作原理，对电力电子技术在无功补偿自动控制中的应用要点进行了简单分析。
关键词：电力电子技术；无功补偿；自动控制
电网内无功补偿可以提高电压稳定性，同时还能够将减少电网运行损耗，是电网建设需要重点关注的内容。现在电力电子技术在无功补偿中的应用，可以有效发挥自动控制优势，更好的面对现在电网电气设备不断增多的情况，达到低能耗、低成本、高产出的目的。
一、电力系统无功补偿运行原理
无功补偿即无功功率补偿，将其应用到电力系统中，面对的对象为运行设备，且均属于感性负荷，需要吸收一定量无功功率，尤其是现在我国电力系统建设日益完善，电网运行整体电力负荷增加。为提高电网运行可靠性，并减少损耗，降低运行成本，便可以采用无功补偿的方法，可靠减少电网运行设备感性负荷，实际应用中已经取得了良好效果[1]。基于实际应用现状来看，一般所选择无功补偿装置多分散在高、低压并联电容器电路内，安装维护技术性较低，但是要注意各影响因素造成的干扰，避免过渡应用无功补偿方式。
现在电力系统应用无功补偿主要目的是调整电压，将电路分为补偿器、系统以及负载三部分。对无功补偿原理进行分析，可确定系统特性曲线为：
=U0(1-△Q/Ssx) （1）
其中，UO表示系统电压；sx表示系统短路容量。推理可得系统电压变化量为
△U=U-U0=U0(-△Q/Ssx) （2）
根据公式可得，电力系统无功功率发生变化后，将会使得电压产生正比变化，并且系统所供给的无功功率值为负载加上补偿器无功功率之和，即△Q=QL+Qr。
电力系统正常运行状态下，如果负载无功功率QL发生变化，补偿器产生的无功功率QL可以有效应对无功功率变化要求，可得到△Q=Q2-Q1=0，并且无功功率Q不会发生改变[2]。而通过公式（2）分析可得，△U=0时，系统电压U会保持在恒定状态，确定为无功功率进行动态补偿的根本。
二、无功补偿在电力系统内应用要点
1.电力容器
从设计角度来对无功补偿电力系统进行分析，技术要求比较简单，对于容器的安装、运行以及维护等要求较低，设计比较简单，在电力系统建设中更容易实现。但是就其使用过程来看，存在较高的技术性与复杂性特点，对于电力系统来讲，应用最多的为感性无功补偿，无法实现对电压的持续性调节。应用电力无功补偿电力容器时，会产生一定负电效应，使得电网电压降低，同时补偿电流也会减小，使得电容器补偿容量减少，达到电力容器无功补偿无功量可以快速降低[3]。另外，就实际应用效果来看，整个使用过程中，受谐波影响比较明显，存在较大可能导致补偿电力电容器被烧毁，不仅无法对电压进行调节，还会造成更多停电损失。
2.同步调相机
同步调相机为一种同步调转式的电动机设备，可将其看作为无功率动态性补偿装置，主要是通过调节励磁系统，来发出杆型或者有容性功率。同步调相机为同步旋转式发电机，运行过程中始终处于旋转状态，不仅运行噪音较大，并且会产生较多损耗，运行成本较多。同时，就其使用效果来看，运行维护难度较大，对技术要求比较严格。在电力系统建设不断完善的同时，系统无功功率变化迅速，但是受设备自身运行速度限制，导致无功补偿同步调相机难以实现设定的调节工作，还存在一定缺陷。
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3.静止装置
静止无功补偿装置应用的主要目的，就是对同步调相机以及电力容器存在的缺陷进行优化调整。相比无功补偿电力容器以及无功补偿同步调相机，静止无功补偿装置具有更多优势，不仅运行噪音小，并且相比之前容器具有更快的运行速度。现在基于电力电子技术，不断研发出新的开关器件，将其应用到静止无功补偿装置内，可实现动态补偿。根据实际应用状态分析，虽然静止无功补偿装置存有更多技术优势，但是运行时依然存在一定缺陷，尤其是前期造价较高，虽然后期运行维护费用低，但是整体依然存在成本高的特点。
三、电力电子技术在无功补偿自动控制中应用
1.电力电子技术
作为一种新型的电子技术，其主要就是通过电力电子器件来完成对电能的变换以及控制，常见的可分为电力电子器件制造以及交流两种技术，已经被广泛的应用到电力行业内，包括高压直流输电以及无功补偿等。就电力电子技术具有的特点进行分析，还可以应用到工业以及电化学工业等行业内，对电力大小进行适当变换，确保满足实际生产需求。电力电子技术的应用，可以对以往电力系统运行中存在的隐患进行改善，消除存在的各类弊端，对实现机电一体化发展具有巨大的推动作用。
2.无功补偿自动控制
2.1机械式接触器
无功补偿自动控制，多是根据并联电容器开关接触达到自动控制开关设备的目的，早期的电力系统设计中，基本上所应用的均为接触器进行电容器组投切。但是就电网运行效果来看，此种传统的投切技术，因为电容器初始电压为零，会造成合闸操作时电容器组电压激增，出现电容器涌流问题，影响电网运行稳定性。基于此种问题，需要对电力系统进行设计优化，针对电容器组进行性能调整，采用专门作用域的间容器组的接触器，通过限流电阻的方式，来避免合闸时电容器组涌流[4]。就实际影响效果分析，增设了限流电阻以后，能够将涌流控制在额定电流20倍以内，可满足降低以及控制涌流的要求，同时接触后不会出现电压降低的情况，进而能够减少运行损耗。
2.2复合开关
复合开关开关对机械式接触器以及无触点晶闸管进行了可靠融合，为一种全新发明的复合型型式的开关设备，实现了接触器与可控硅的并联设计，可弥补以往运行中存在的技术缺陷，真正意义上达到电流过零时的切断与导通处理。通过复合开关在电力系统中的应用，既可以实现对整个电力系统的连接与断开处理，同时还可以减少涌流问题的发生，对接触器无工号以及可控硅抑制涌流的技术优势进行了融合。现在电力系统可选择的复合开关主要分为单向分补开关以及三相共补开关两种，所适用的情况不同，可以结合实际情况来灵活选择。其中，三相共补开关多被应用于传统低压无功补偿环境，单相分补开关则多用于各相负载相差较大的无功补偿条件。
2.3无触点晶闸管
无触点晶闸管在系统中的应用，可以有效解决电容器组涌流问题，是最新的电力电子技术。在电力系统电网压力过零时，可以通过可控硅进行自动控制，避免因为电容器电压急剧上升而出现合闸涌流问题。电容器组自动投切时，可控硅电流还具有过零自动关断特点，可避免出现电流拉弧问题，对交流接触器烧毁的问题进行改善，延长设备使用寿命。
结束语：
将电力电子技术应用到无功补偿自动控制中，可以进一步提高电力系统运行安全性与稳定性，减少各种运行问题的发生，同时还可以降低损耗。基于我国电力行业发展需求，对电力电子技术进行更深入的研究，确定其在电力系统建设中的应用方向与要点，争取发挥出其所具有的技术优势。
参考文献：
[1] 龙文.电力电子技术在无功补偿自动控制中的应用[J].电子世界,2017,(06):173.
[2] 张永春,吕香玲.电力电子技术在无功补偿自动控制中的应用研究[J].现代工业经济和信息化,2016,6(21):81-82.
[3] 周虹屹.电力电子技术在无功补偿自动控制中的应用[J].中外企业家,2015,(17):239+251.
[4] 陈韶锋.电力电子技术在无功补偿自动控制中的应用[J].硅谷,2012,5(14):122+121.
论文作者:牟海荣,华俊芳
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/17
标签：电力论文; 电子技术论文; 电力系统论文; 电网论文; 电容器论文; 自动控制论文; 接触器论文; 《电力设备》2017年第33期论文;