【摘要】近年來，伴隨著我國經(jīng)濟和科技水平的不斷進步和發(fā)展，我國電氣自動化技術(shù)得到大幅度提升，無功補償作為一種傳統(tǒng)的電力技術(shù)在電氣自動化系統(tǒng)中得到廣泛使用。在實際的應(yīng)用過程中，無功補償技術(shù)仍存在大量問題，制約了電氣自動化的進一步發(fā)展。基于此，本文對無功補償點的確定以及無功補償技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀進行了分析和探討以供交流借鑒。
 

【關(guān)鍵詞】無功補償；電子自動化；現(xiàn)狀；策略
 

引言
 

電力系統(tǒng)中，電網(wǎng)負荷及容量都是有限的。在實際運行過程中，隨著負荷及電容量的不斷增加，電網(wǎng)的運行安全也受到嚴重影響。因此，相關(guān)單位必須采取合理措施，提升供電質(zhì)量和運行效率，從而降低無功損耗。當(dāng)前，無功優(yōu)化問題逐步成為電力工作人員關(guān)注的焦點，為明顯提升供電質(zhì)量，必須對補償容量和無功補償點予以不斷精確，從而提升補償方法的重要性。
 

1在電氣自動化發(fā)展過程中，應(yīng)用無償補償技術(shù)的重要意義
 

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，電氣自動化領(lǐng)域只有積極引進先進技術(shù)，拓寬發(fā)展思路，才能獲得可持續(xù)發(fā)展。高速電氣自動化技術(shù)在普及使用過程中，逐步表現(xiàn)出各種各樣的問題，比如對于單相電力的牽引產(chǎn)生的負荷變化太過復(fù)雜多變，進而產(chǎn)生了無功功率和負序以及諧波等嚴重的問題，并直接對電氣自動化的整個系統(tǒng)的資源無法有效利用。與西方先進的發(fā)達國家比較起來，目前國家在電氣自動化的行業(yè)領(lǐng)域肩負著重大的挑戰(zhàn)和壓力，尤其對于不可控問題的發(fā)生（非線性因素導(dǎo)致）產(chǎn)生的嚴重影響行業(yè)的發(fā)展和進步。為此，只有選擇性引進無功補償技術(shù)，才能對上述問題作出明顯改善，從而有效提升國內(nèi)電氣自動化資源有效利用率和以及安全快速的運行，進而電力企業(yè)所獲得的經(jīng)濟以及社會效益得以巨大的提升。
 

2電力系統(tǒng)無功補償?shù)膬?nèi)容和原則
 

通過對無功功率來進行補償以及優(yōu)化處理，使得整個電力系統(tǒng)的運行相對安全，除此之外，保證無功的補償合理性是有效提升無功補償效果的重要方式，對無功補償點予以合理選擇，從而實現(xiàn)對整個電力系統(tǒng)的合理配置，為確保電力系統(tǒng)的安全運行打下堅實基礎(chǔ)。在實際操作過程中，對電力系統(tǒng)的不斷優(yōu)化和無功補償?shù)暮侠磉x擇，防止無功功率的遠距離傳輸問題的出現(xiàn)，可以有效的控制無功以及有功率的損耗的大小，進而對電力系統(tǒng)安全有效的運行提供有利條件并促進了經(jīng)濟效益的提升。具體的情況為無功優(yōu)化規(guī)劃對于電力系統(tǒng)可以分為以下兩個方面：

①確定無功補償點；

②確定無功補償節(jié)點的補償容量。需要注意的是，無功補償節(jié)點選擇的合理性與否，對電力系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性產(chǎn)生直接影響。此外，為實現(xiàn)無功補償優(yōu)化的最大化，需要對補償點予以合理確定。以往無功補償?shù)拇_定可以分為以下幾個原則：

①結(jié)合實際情況對電網(wǎng)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)特點予以有效總結(jié)，同時對中心點予以合理確定，以便實現(xiàn)對其他節(jié)點的有效控制，確保整個電網(wǎng)電壓處于安全范圍內(nèi)；

②選擇無功補償點的過程中，應(yīng)該遵循局部平衡原理，將負荷過大的節(jié)點作為無功補償點，且電路電壓等級不同時，也可以使用分層平衡方式，以免出現(xiàn)無功功率在不同電壓等級相互流動的情況，從而明顯降低無功功率的損耗，明顯提升電網(wǎng)運行的合理性和經(jīng)濟效益。在實際操作過程中，無功補償?shù)臉藴蕬?yīng)始終保持在0.7以上。
 

3無功補償點的確定
 

3.1電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定狀態(tài)下的約束條件
 

設(shè)功率流向為S（發(fā)送端）到R（接受端），電路簡化后交流支路如圖1所示。在靜態(tài)電壓穩(wěn)定的前提下，兩個功率圓的標準形式是：[URX-Us/2]2+[Ury+（b/2g）Us]2=Us2/4+b2Us2/4g2-PRS/g[URS-Us/2]2+[Ury+（g/2b）Us]2=Us2/4+g2Us2/4b2-QRS/b則圓心坐標分別為：OP[Us/2，-bUs/2g]、OQ[Us/2，gUs/2b]則半徑可以表示為：rP=√Us2/4+b2Us2/4g2-PRS/grQ=√Us2/4+g2Us2/4b2-PRS/b圓心距用D表示：D=（g2+b2）/2gb•Us其相交和相切情況則如圖2所示.3.2無功裕度依據(jù)電力系統(tǒng)工作特點，一旦載荷超過某一臨界值，電壓就會出現(xiàn)崩潰情況。因此，在電壓穩(wěn)定情況下，還需要同時滿足rP≥0，rQ≥0，rP+rQ≥D。所謂無功裕度指的是靜態(tài)電壓穩(wěn)定時，電力系統(tǒng)工作點與臨界崩潰電壓二者間的電氣距離。具體來說，可以用下面的公式來表示：QRPM=rP+rQ-D電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲如圖3所示。
 

3.3節(jié)點無功裕度值計算方法
 

實踐證明，無功裕度與無功補償容量二者呈現(xiàn)負相關(guān)，也就是無功裕度越高，那么無功補償容量就呈現(xiàn)越小的狀態(tài)，反之亦然。因此，采取合理措施，加強對無功補償點的合理選擇，就會明顯提升無功裕度的精準計算。具體來說，計算方法可以分為以下幾種情況：

①就電力系統(tǒng)自身而言，依據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及相關(guān)線路的參數(shù)特點，對電網(wǎng)潮流予以有效計算，以便得出不同的節(jié)點功率和節(jié)點電壓；

②依據(jù)3.1的計算公式，能夠精準得到不同節(jié)點的rq、rQ和D；

③通過電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)，并結(jié)合無功裕度概念和計算方式，以便實現(xiàn)對各節(jié)點無功裕度值的計算；

④在對無功裕度值進行計算的過程中，應(yīng)依據(jù)由小到大的順序排列，并據(jù)此選用相應(yīng)的無功補償措施。在整個電力系統(tǒng)的運行過程中，無功補償是一個有關(guān)數(shù)學(xué)方面的優(yōu)化問題，在對電力系統(tǒng)的實際規(guī)劃時，然而可微性與連續(xù)性卻表現(xiàn)的不明顯，并涉及多個方面的優(yōu)化，十分復(fù)雜。具體來說，無功補償主要是通過目標函數(shù)進行的，并以此來達到提升電壓水平和降低功率損耗的目的，使得無功容量的附加成本也隨之降低，最終導(dǎo)致使得電力系統(tǒng)的整體成本的大大下降。
 

4在電氣自動化系統(tǒng)中，無功補償技術(shù)的具體應(yīng)用分析
 

4.1實現(xiàn)方案

目前，實現(xiàn)我國的無功補償?shù)募夹g(shù)的具體方案主要為以下的種類：

①固定的電抗和電容器的過濾諧波方法，該種方法可以明顯降低系統(tǒng)負序，提升電氣自動化系統(tǒng)的功率因數(shù)，然而在實際操作過程中，因諧波指定的精準程度比較低，所以很難消除諧波影響；

②電容器被真空斷路器所投切，方案在實際的應(yīng)用時，一旦電容器的連接點被閉合，便會形成了同流。從而避免出現(xiàn)電容性涌流的情況，具有操作簡單、成本低廉等優(yōu)勢，然而在實際應(yīng)用過程中，短時間內(nèi)頻繁投切會對設(shè)備使用壽命產(chǎn)生嚴重影響；

③濾波器配合其他設(shè)備濾波，可以將TCR與濾波器配合使用，從而實現(xiàn)對電路負載的調(diào)整和功率因數(shù)的提升。
 

4.2應(yīng)用裝置
 

當(dāng)前，國內(nèi)的無功補償設(shè)備可以分為兩種類型：

①MSC，該種方式較為傳統(tǒng)，電容器組被投切的過程當(dāng)中，機械式的開關(guān)進行閉合來實現(xiàn)投切，其中穩(wěn)定性良好和價格合理以及無功負荷的變化為主要的優(yōu)點，當(dāng)負荷波動較小且長期運行的設(shè)備比較適用；

②TSC，是一種無功補償?shù)难b置，她的功能集電子、機電等技術(shù)于一身，具體的工作流程為首先合閘，然后電流進行涌動，最終電氣自動化的整個系統(tǒng)實現(xiàn)有效的控制，且在控制投切的過程中使用了機電和微機操控技術(shù)，對于負荷容量變化較大以及沖擊性較強的情況下比較適用。
 

4.3深入分析基本作用方式
 

眾所周知，電壓對電能質(zhì)量產(chǎn)生重要影響，而電能質(zhì)量則是衡量電力系統(tǒng)經(jīng)濟效益的重要因素。就目前而言，阻抗、功率因數(shù)等一系列問題成為導(dǎo)致國內(nèi)電氣自動化系統(tǒng)無功情況產(chǎn)生的主要原因，最終導(dǎo)致整個電網(wǎng)出現(xiàn)電壓偏移、波形畸變等問題的產(chǎn)生，大大影響了電能質(zhì)量。因此，相關(guān)電力工作人員應(yīng)對無功補償技術(shù)予以全面分析，并采取在牽引變電站處設(shè)置濾波裝置和補償裝置等方式，有效提升電壓的穩(wěn)定性和電能質(zhì)量。
 

4.4優(yōu)勢
 

新的時代下，隨著自動化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，大量的電能為人們的日常生活以及生產(chǎn)帶了便利。也遭遇電能消耗過大的困擾。實施無功補償技術(shù)則能夠?qū)﹄娏p耗這一缺陷予以有效彌補，在實際應(yīng)用過程中，無功功率的問題對于任何設(shè)備運行都會產(chǎn)生，并且且電壓和無功功率是正相關(guān)的狀態(tài)的關(guān)系，若電力系統(tǒng)發(fā)生電源的先關(guān)問題時，無功的功率的功能會受到程度不同的牽連，最終導(dǎo)致整個電力系統(tǒng)運行的癱瘓。
 

5結(jié)束語
 

總之，有效提升提升電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性和安全性，相關(guān)電力工作人員必須對無功補償合理點的選擇予以不斷精確，對補償容量予以科學(xué)確定，從而提升整個電力系統(tǒng)運行的安全性。盡管現(xiàn)在國內(nèi)在無功補償技術(shù)方面還存在一定缺陷，但是我們只要下大力氣，拓寬研究領(lǐng)域，引入先進技術(shù)，就能夠有效發(fā)揮無功補償技術(shù)在電氣自動化行業(yè)的重大作用，為提升電網(wǎng)經(jīng)濟效益和社會效益打下堅實基礎(chǔ)。
 

參考文獻
 

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作者：鄒宗寶