试论智能电网下的电力无功补偿技术

摘 要：随着我国经济和社会的发展以及社会对用电需求和电力设备的增加，智能电网正日益成为电力网络的发展趋势。同时，由于大量非线性设备接入，造成了大量无功功率的产生，这给电网带来了很大的负担。因此，研究智能电网下的电力无功补偿技术具有重要的意义，既能够起到节能降损和提高有功功率的作用，又能为电力用户提供更优质的服务。

关键词：无功补偿；智能电网；基本原理；补偿方法；补偿原则

中图分类号：TM714.3 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）02-0017-02

随着我国经济和社会的发展，社会对电能的需求也越来越大，高电压远距离传输方式已经慢慢成为我国电力系统的发展趋势。在这种环境下，智能电网也逐渐成为电力企业电网的首选形式。智能电网有很多优势，它不仅能够改善电能质量、降低损耗、提高能源的利用率，而且能够为社会提供更大容量的电能，满足社会快速发展的需要。智能电网之所以能够提供更大的有功功率，主要依赖于它能提供合适的无功补偿。随着我国制造业的全面发展，电网中的非线性电力设备越来越多，相应地，由此带来的无功功率明显增加，造成电网负担很大，而且电力质量不断下降。

1 智能电网中无功补偿技术的基本原理

无功补偿技术对于电网中出现的无功功率增加具有非常重要的作用，它不仅可以提高供电质量，而且还能够在输变电、供电环节发挥自身的职能作用。无功补偿技术的原理是，将感性负荷和容性负载设备在相同的电路上并联，实现对无功的补偿，最终实现容性负载的无功功率与感性负载的无功功率相互抵消，实现功率因数达到95%合理水平。

2 智能电网中采用的无功补偿方法和原则

对于设备而言，它们在吸收电网有功功率的同时，也会从电网中吸收无功功率。智能电力设备系统的网路元件产生的阻抗以感性为主，当有有功功率输入时才会工作。同时，负载原件中要想产生磁场，也需要吸收无功功率才可以。为了给电网提供合适的无功能量，在智能电网系统中，根据电容的安装位置无功补偿可分为集中、分组、就地三种补偿方法。

2.1 集中补偿方法

集中式的无功功率补偿方法一般是在变电站中安装大容量无功补偿装置，其主要作用是满足正在运行中的主变对无功功率的需求。采用集中补偿方法的补偿装置容量应当根据变电站服务区域中的无功功率和相关潮流水平最终确定。集中补偿方式有很多优势，比如能够提高电网的利用率等。同时，由于补偿设备集中放置，维护起来很方便，所以事故的发生概率很小。

2.2 就地补偿方法

就地补偿应当根据设备的参数和运行状况进行详细计算，在提高无功补偿利用率的基础上，减少无功补偿装置成本。就地补偿方法具有诸多优势，由于它直接面向用电负荷，因此针对性比较强，无功补偿利用率高。另外，它的功率不是特别大，所以相应的生产成本比较低，而且操作简便，和设备一起工作运行时对电网产生的影响很小。

2.3 分组补偿方法

分组无功补偿方式主要针对的是配电过程中线路、线路上的变压器和其他用电设施，对它们进行无功补偿。尤其是在用户与主变之间距离较远的情况下，分组补偿方法可以进行受电端的分散无功补偿。分组无功功率补偿方式也有很多优点，它能够与其他的补偿方式相互协调，提高用电负载的电压，有效降低输电过程中的线路损耗。

3 智能电网中无功功率补偿实施的原则和措施

3.1 无功功率补偿方式选择的原则

在智能电网对无功功率补偿的过程中，补偿方式的选择应当遵循以下几个原则：①尽量采取综合补偿的方法实现无功功率的补偿。现阶段一些新的用电设备使得两相电量增大，加剧了电网中的三相不平衡，严重损害了电能质量。在补偿方式上，采用单相补偿去维持电网三相平衡成本很大，而采用三相共补的方式又无法满足对电网三相平衡的要求。在这种情况下，智能电网应当采取综合补偿的方法。②动态补偿和固定补偿相结合的原则。随着设备的快速更新换代和相关生产技术的快速发展，电网中的负荷类型变得越来越复杂，传统的无功补偿方式已经无法保证供电的电能质量，所以，必须要采取智能化的动态补偿和固定补偿相结合的方法。③随着科技的迅速发展，稳态补偿和快速跟踪补偿相互搭配的方法受到越来越多的关注，逐渐成为未来的发展趋势。

3.2 智能电网中无功功率补偿的控制措施

现阶段，随着计算机技术的广泛应用，管理人员能够在电脑上清楚地看到电网中电压和电流的变化，同时，通过电脑自动、及时的投切电容补偿，采用取平补齐的原则对电网中的无功功率进行及时的补偿，提高了补偿精度。具体的补偿地点可以选在用户的配电室或是负载地点，以实施安装无功功率补偿装置。一般采取的措施有：①合理设置投切延时，以达到最好的效果。投切的延时时间可调节，无功补偿装置能够自由设置投切动作时间，实现对无功功率的快速跟踪补偿。②合理设置相应的保护措施。在智能电网系统中，合理地设定欠电压和过电压的保护值，准确地设定禁切处和禁投入电压保护值。同时，无功补偿装置应具有缺相保护功能，可以根据无功功率设定投切合理的限值。

4 结束语

智能电网凭借其优良的特性正逐渐取代传统电网，日益成为下一代电网的发展趋势。研究智能电网中的无功功率补偿具有重要的意义，因为无功功率补偿不仅能够提高变压器的利用率，提高功率因数，改善电能质量，更为重要的是，它还能增加电网容量，将能耗降到最低，保证电网的安全性和稳定性。

参考文献

[1]王新学.电力网及电力系统[M].北京：水利电力出版社，2012：7-120.

[2]赵芸.浅论智能电网中的电力无功补偿技术[J].中国新技术产品，2013，7（11）：22-25.

[3]黄启哲.电网电压无功自动补偿技术初探[J].科技传播，2009，5（09）：29-31.

[4]钱非.电网工程中的无功补偿初探[J].科技传播，2009，2（08）：15-17.

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作者简介：崔艳（1980—），女，吉林辽源人，华北电力大学2009级电气工程专业在读硕士生。

〔编辑：曹月〕

On the Reactive Power Compensation under the Smart Grid

Cui Yan

Abstract： With the increase of economic and social development of our country and society’s demand for electricity and power equipment， smart grid is becoming the development trend of the electricity network. Meanwhile， due to the large non-linear device is connected， resulting in a large reactive power generated to the grid which is a big burden. Therefore， the study of reactive power compensation under the Smart Grid technology has important significance， both to play and to improve the energy loss reduction active role， but also to provide better service for the power user.

Key words： reactive power compensation； smart grid； basic principles； compensation method； compensation principles

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