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摘要：配电网在目前社会发展不可或缺，由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿电容等组成。配电网安全稳定运行对于人们的生产生活都至关重要，因此，为了调节某些配电网电压波动较大和负荷电压不满足要求等问题，特提出将电容补偿应用至配电网电压调节中，将可调电容和实时采样负荷功率串入配电线路，来全面调节电容补偿量，从而稳定负荷侧电压。同时本次研究还搭建晶闸管控制的串联电容补偿配电线路，得出结果和理论相符，因此，电容补偿机制值得在配电网电压调节中应用和推广。
关键词：10kV及以下；配电网；无功补偿；节能
引言
电力系统中的变电站配备无功电源，可以改变电力系统中无功功率的流量，提高电力系统的电压等级，减少网络损耗，提高电力系统的动态性能。 无功功率补偿。
1、应用无功补偿技术的作用以及意义
随着我国的机电一体化技术的不断完善，电力的自动化系统逐渐转向电气自动化技术，并为主要的发展方向。同时无功补偿技术也是未来电气产业的中坚力量和质量的重要保证。在电气自动化中的无功补偿技术在一定程度上可以提高整体的安全性能和抗干扰能力。并且在电力系统中，电网大致上可以分为高、中、低三种模式，所以，在这三种模式中，高压电网和低压电网上的电流电压都非常的不稳定，容易产生危险，但是对于电路系统中的稳定性是对整个电网安全的重要保证，具有很重要的作用。同时，在电气自动化的技术上还给电力系统配置了一个无功补偿器，配置上无功补偿器好处在于对高压或低压电网可以起到稳定作用，还可以保护电缆仪器的用电安全问题，这样就可以在局部过热的时候起到降温作用[1]。这种技术的用途非常广泛，还可以用于一些对于负载的功率因素过低的情况，这样就可以最大限度的减少对用电设备的电容量，可以减少不必要的电流量损失。总的来说，无功补偿技术的正确使用可以让电气自动化最大的发挥它的功效，同时还可以减少其中的一些问题，并且把无功补偿技术运用到电气自动化中就会更加安全和实惠。
2、影响电网电压的因素
通常，所有级别的网络和传输设备都消耗一定量的无功功率，并且消耗比占最大的低压配电网络。因此，为了提高输配电设备的效率，减少无功功率的传输损耗，应按照“分级补偿，局部平衡”的原则合理布局。首先，整体和地方平衡结合在当地的情况;用户消耗的无功功率占配电网络的50％至60％，其余部分在配电网络中消耗。因此，尽可能地实现局部补偿和平衡是减少网络中无功功率传输的主要方式。具体补偿需要由电力部门和用户共同执行。其次，在色散条件下组合色散补偿和集中补偿。
3、配电网电压调节相关研究
3.1、电容器组协调控制
忽略负荷波动以及变压器分头变动情况，即在进行电容器投切过程中配电网潮流计算时，只考虑电容器投切对系统结构以及参数影响。电容器组由于其单台容量固定导致其无功补偿具有不连续性，所以应将其视为无功补偿的基础部分。当配电网发生较大或者较为固定的无功缺额时，应该采用投入电容器方式进行无功补偿，从而使系统电压恢复到较为合理区间范围内。采用改进潮流计算方法，该方法能够快速计算得到因电容器投切导致的系统结构改变后的系统潮流分布，该方法对于节点数量不是很多的配电网系统精度是可以满足的。对于结构未发生变化前的配电网系统，利用常规前推回代法计算其潮流分布，从而获得变化前的节点电压值U0n。当系统中无功功率出现缺额时，补偿电容器投入运行，将其视为投入点上的并联支路。
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3.2、无涌流电容投切器在电气自动化中的应用
在电气自动化中，具有强抗干扰能力的仪器只有没有浪涌电流的电容切换器。 这种仪器将电压控制在零左右，然后将电容器连接到继电器，然后当电容器放入电容器时，不会使用切换器。 会出现浪涌电流的情况，不会产生大量的热量，断电时也不会产生火花碰撞。 根据该应用趋势，该仪器相对于其他电气仪器。 在这种情况下，该仪器将大大降低失败的可能性。 非浪涌电流减小器降低故障率的原因是它将晶闸管开关与磁继电器耦合，实现了电压传导和电流中断均为过零的理想状态。 因此，使用这种技术可以大大提高传输线的安全性。
3.3、串并联型无功补偿装置
并联型无功补偿装置与被补偿设备并联连接于配电母线上，串联型无功补偿装置则与被补偿设备串联连接于配电母线上。低压系统中普遍采用并联补偿，而串联补偿多用于高压系统。按照调节机构的类型，补偿装置分为静止开关型和机械开关型。静止开关型补偿装置采用晶闸管等电子器件作为补偿容量调节的机构，机械开关型补偿装置则采用机械式开关(如交流接触器、断路器等)作为补偿容量调节的机构。无源补偿装置等效为一个固定或可调的电容器或电抗器，有源补偿装置等效为一个可控的无功电流发生器。并联无源型补偿装置的补偿原理:在控制系统作用下，使补偿装置的等效电抗与负荷电抗大小相等而性质相反。并联有源型补偿装置的补偿原理:在控制系统作用下，使无功电流发生器发出的无功电流与负荷无功电流大小相等而相位相反。
3.4、调压变压器调压
有三种类型的电压调节变压器，即串联升压器，有载子变压器和电感调节器。其中，串联升压器用于电源线，负载子变压器和感应电压调节器通常用于特定负载点。改变电网的无功功率流是电压调节变压器的电压调节功能之一。它还需要在激励时消耗无功功率，因此它不会产生无功功率。仅当电网的无功电源不足时，调压变压器的电压调节效果不显着。相反，如果压力调节马桶的安装太多，会不可见地增加配电网的无功功率消耗，这不仅会增加网络损坏，还会降低整个网络的电压水平。在严重的情况下，将会出现恶性循环。
3.5、改进的潮流计算
潮流计算是分析电力系统运行状态的基本手段，计算结果能够准确表征电力网络的节点电压和线路功率等信息，同样也能反应电力网络的无功信息。在计算配电网无功补偿量时，因为单台电容器容量一般是固定的，只能按照投入电容器台数多少来进行相应量无功补偿，所以在进行电容器无功补偿量计算时要经过多次潮流计算，从而得到最优无功补偿量。计算潮流次数越多，花费时间就会越长。在保证计算精度的情况下追求更快潮流求解速度，采用了改进潮流计算方法。依据系统网络参数变动定理对一次潮流计算结果进行调整，从而快速得到其一组近似解。在潮流计算的计算机解法中，首先要构建系统的节点导纳矩阵，在系统原始拓扑构建的导纳矩阵的基础上，采用改进潮流计算方法计算其因为电容器组投切造成系统结构变化的变化量ΔY，从而快速迭代出系统潮流计算结果。
结束语
为了满足电网和负载端电压水平，应在电网和负载侧放置无功功率，电容器通常用于配电系统中，以补偿负载所需的无功功率，从而改善功率因数，无功功率补偿可以降低总电流并减少电源端子和电源端子之间的功率损耗。 降低饱和变压器的容量负荷，提高变压器的使用寿命，从而提高供电系统的运行水平，促进电力行业的稳定发展。
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论文作者:张丹
论文发表刊物:《中国电业》2019年第09期
论文发表时间:2019/9/5
标签：电压论文; 电容器论文; 功率论文; 潮流论文; 电流论文; 电网论文; 系统论文; 《中国电业》2019年第09期论文;