摘要：在我国电网变电站中，无功补偿技术是实现系统安全可靠运行的核心部分。其次，本文首先研究了无功补偿技术的发展过程，然后介绍了我国无功补偿技术的发展现状，最后对其进行了探讨并提出了改进意见，从而使我国电网变电站能够正常运行。
关键词：变电站；无功补偿；发展
1 无功补偿的概念及其特点
1.1 无功补偿的特点
异步电动机、变压器等电感性负荷是占用无功功率最多的设备。异步电动机占60％左右；变压器占20％左右；整流设备、电抗器及架空供电线路等占20％左右。因此，可以得出结论，无功功率主要消耗在异步电动机、变压器和架空供电线路中。为了补偿企业供用电设备所需的无功功率，采用静态或动态无功补偿方式，提高企业的用电功率因数，使企业的供用设备经济合理运行。
1.2 分析无功补偿技术的发展历程
从20世纪30年代开始，无功补偿技术就已经得到了发展，下面本文就根据无功补偿技术发展中的执行元件以及补偿原理和效果，对其发展历程进行了五个阶段的划分。
1.2.1 并联的电容器阶段
在20世纪30年代，并联电容器已经出现，但它们作为一种无功补偿装置而存在。其工作原理是通过吸收系统电容实现无功补偿，最终达到局部电压升高的效果。同时，该装置具有两个非常重要的特点，一是结构简单，二是经济实用。但是，它也有一个致命的缺点，它只能补偿固定电容的无功功率，而不能实现动态补偿。因此，在实际工作中，人们根据使用寿命的需要，将并联电容器分为许多组，同时控制电容器的通断尺寸，最终达到动态无功补偿的效果。然而，该方法虽然也解决了我国电网变电站的许多问题，但也存在着运行速度慢、无功补偿动态连续补偿等缺点。
1.2.2 同步的调相机阶段
在上述的并联电容器出现的同时，也出现了另一种动态无功补偿装置，那就是同步调相机。它是一种专门实现补偿无功功率的同步电机，但是由于它内部所装置的电机是旋转电机，在工作时就会产生较大的噪音和损耗，使得运行的速度不断降低，最后以至于不能达到了变电站中的无功补偿。
1.2.3 磁饱以及电抗器阶段
在20世纪60年代后期，反应堆达到了一个高潮阶段，接着是一种新型的反应堆，磁饱和反应堆。其工作原理是利用内部电感的可调性和电流的可控性来控制无功电流，这也为其快速响应提供了依据。但同时，这种反应器也有很多缺点，如成本高，内部铁芯工作时会产生较大的振动和噪声，使损失率不断增加，不适合动态补偿。因此，在实际电网变电站中，饱和电抗器的应用相对较小，只适用于高压输电线路。
1.2.4 SVC阶段
饱和电抗器出现的后期，在无功补偿技术中就开始引用了晶闸管，并将其作为了执行元件，这也就是现在所说的SVC，是一种静止无功补偿装置，却是一种动态补偿的过程，不仅可以完成负载无功功率的调节和投切功能，同时还可以在运行时形成模拟式控制器。该类装置虽然起步于20世纪70年代，但在我国的电网中，应用的比较晚，在20世纪80年代才开始正式引进，并且在该时期我国的无功补偿技术还不是很完善，使得电压等级比较低，无功补偿装置的设备容量也相对较小。而随着我国经济社会以及科学技术的不断发展，到了2004年，我国首次研发出了TCR型的静止无功补偿装置，并且在220kV的枢纽变电站中也得到了成功的应用，使得我国的静止无功补偿技术进入了国产化的阶段。
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1.2.5 SVG阶段
在静止无功补偿器产生的后期，就出现了另一种补偿方式不同的装置，该装置是通过自己更换相变流电路而完成无功补偿工作的，它就是SVG（静止无功发生器）。它的优点是体积小，运行速度非常快，还可以在低电压的情况下实现无功功率补偿的效果。
2 变电站无功补偿技术的应用
2.1 选择合适的无功补偿方式
变电站无功补偿装置的安装不仅可以提高系统的运行效率，而且可以提高电气设备的功率因数，减少系统的功率损失。无功补偿技术在变电站应用的常见方式有局部补偿、分组补偿和集中补偿。局部补偿是指在无功流量较大的变电站安装无功补偿设备进行局部补偿。这种补偿方法方便、简单。由于安装分散，管理困难。分组补偿是指在变电站配电变压器侧安装无功补偿电容器组。集中补偿是指在变电站输配电线路高压侧安装电容器组，降低整个系统线路的无功功率。目前，无功补偿技术主要应用于变电站自动化系统中。在电站向变电站和变电站向低压线路输送电能的过程中，大量的无功功率会被远距离输送。此时，应在变电站附近安装无功补偿装置。110KV以下变电站具有自动调节无功功率的功能。结合不同系统在不同区域的运行情况，可以对电容器的开关容量进行调整。即使在用电高峰期，线路的功率因数也能达到0.97左右。因此，无功补偿技术在变电站的应用需要与系统的实际运行相结合。对变压器进行补偿和调整，以保证无功补偿的效果。
2.2 安装有源滤波器
在变电站运行过程中，有源滤波器能够产生和负序电流、谐波电流相位相反的电流，使线路中的电流相互抵消，减少了变电站线路中的无功电流。特别是混合并联有源滤波器，这种组合装置对线路进行无功补偿，能够有效地解决过补偿的问题，并且具有很强的机动性，反应灵敏，能够迅速检测和感应到变电站中电气设备的谐振运动，这种无功补偿方式能够根据变电站的实际运行情况，及时调整无功补偿方案，将APF和LC进行混合，对线路中的谐波进行无功补偿，混合并联有源滤波器适用于变电站低压配电网，具有很高的投资和效益性价比。
2.3 安装固定滤波器和可调节晶闸管电抗器组合装置
固定滤波器和可调式晶闸管电抗器组合装置能有效平衡变电站的负序电流，平衡系统线路的无功功率和有功功率，提高线路的功率因数。该组合装置灵敏度高，可根据当地情况调整变电站系统运行，改进变电站无功补偿技术应用的智能化和自动化。
2.4 安装饱和可控电抗器和固定滤波器组合装置
在变电站高压侧线路中安装饱和可控电抗器和固定滤波器的组合装置，通过控制和调节电抗器和固定滤波器的饱和程度，调节线路回路中的电流，这样能够改变系统回路中的电流，平衡系统回路中的无功功率，提高系统的供电能力。
3 分析我国电网变电站中的无功补偿技术的改进策略
3.1 应用新型无功补偿技术，使其与谐波抑制成为了一体
在我国经济社会中，随着工业技术的不断发展，无功补偿技术已经成为电网建设的核心部分。同时，谐波治理也加入了电网建设。然而，在无功补偿装置中，传统的谐波装置必须安装在其内部才能达到谐波放大的效果。在新型无功补偿装置中，不需要安装谐波装置，只需采用相应的方法即可输出谐波，然后加以消除。因此，在新的无功补偿技术中，进一步整合了无功补偿技术与谐波控制的关系。
3.2 避免传统无功补偿装置的出现
在当今的电网变电站中，随着科技的不断发展，传统的技术已经不能满足现在的需求的，使得无功补偿技术不得不进行提高和改进。而同时又受到经济效益的影响，使得传统的无功补偿装置在市场中仍然存在。
4 结语
本文首先对无功补偿技术的发展历程进行了分析，进而引出了我国当前电网变电站中的无功补偿技术的现状，从而对其改进提出了相应策略，希望可以为今后的电网变电站建设提供积极的影响。
参考文献：
[1]查丛梅,杨兆华,秦忆.现代无功功率补偿技术发展研究[J].河南科学,2011.
[2]王慧.农村变电站无功优化智能系统的研究[D].沈阳农业大学，2013.
论文作者:焦智豪,谢树勋,左智勇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/4
标签：变电站论文; 装置论文; 技术论文; 功率论文; 电网论文; 谐波论文; 滤波器论文; 《防护工程》2018年第35期论文;