【摘要】近年來，伴隨著我國經濟和科技水平的不斷進步和發(fā)展，我國電氣自動化技術得到大幅度提升，無功補償作為一種傳統(tǒng)的電力技術在電氣自動化系統(tǒng)中得到廣泛使用。在實際的應用過程中，無功補償技術仍存在大量問題，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的應用現狀進行了分析和探討以供交流借鑒。
 

【關鍵詞】無功補償；電子自動化；現狀；策略
 

引言
 

電力系統(tǒng)中，電網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，電網的運行安全也受到嚴重影響。因此，相關單位必須采取合理措施，提升供電質量和運行效率，從而降低無功損耗。當前，無功優(yōu)化問題逐步成為電力工作人員關注的焦點，為明顯提升供電質量，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，應用無償補償技術的重要意義
 

隨著社會經濟的不斷發(fā)展，電氣自動化領域只有積極引進先進技術，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在普及使用過程中，逐步表現出各種各樣的問題，比如對于單相電力的牽引產生的負荷變化太過復雜多變，進而產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（非線性因素導致）產生的嚴重影響行業(yè)的發(fā)展和進步。為此，只有選擇性引進無功補償技術，才能對上述問題作出明顯改善，從而有效提升國內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)所獲得的經濟以及社會效益得以巨大的提升。
 

2電力系統(tǒng)無功補償的內容和原則
 

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。在實際操作過程中，對電力系統(tǒng)的不斷優(yōu)化和無功補償的合理選擇，防止無功功率的遠距離傳輸問題的出現，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)定性和經濟性產生直接影響。此外，為實現無功補償優(yōu)化的最大化，需要對補償點予以合理確定。以往無功補償的確定可以分為以下幾個原則：

①結合實際情況對電網網格結構特點予以有效總結，同時對中心點予以合理確定，以便實現對其他節(jié)點的有效控制，確保整個電網電壓處于安全范圍內；

②選擇無功補償點的過程中，應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，明顯提升電網運行的合理性和經濟效益。在實際操作過程中，無功補償的標準應始終保持在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)的網絡拓撲如圖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負相關，也就是無功裕度越高，那么無功補償容量就呈現越小的狀態(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，依據電網結構以及相關線路的參數特點，對電網潮流予以有效計算，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通過電網拓撲結構，并結合無功裕度概念和計算方式，以便實現對各節(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，應依據由小到大的順序排列，并據此選用相應的無功補償措施。在整個電力系統(tǒng)的運行過程中，無功補償是一個有關數學方面的優(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)性卻表現的不明顯，并涉及多個方面的優(yōu)化，十分復雜。具體來說，無功補償主要是通過目標函數進行的，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，無功補償技術的具體應用分析
 

4.1實現方案

目前，實現我國的無功補償的技術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，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，然而在實際應用過程中，短時間內頻繁投切會對設備使用壽命產生嚴重影響；

③濾波器配合其他設備濾波，可以將TCR與濾波器配合使用，從而實現對電路負載的調整和功率因數的提升。
 

4.2應用裝置
 

當前，國內的無功補償設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中，機械式的開關進行閉合來實現投切，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，當負荷波動較小且長期運行的設備比較適用；

②TSC，是一種無功補償的裝置，她的功能集電子、機電等技術于一身，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，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，電壓對電能質量產生重要影響，而電能質量則是衡量電力系統(tǒng)經濟效益的重要因素。就目前而言，阻抗、功率因數等一系列問題成為導致國內電氣自動化系統(tǒng)無功情況產生的主要原因，最終導致整個電網出現電壓偏移、波形畸變等問題的產生，大大影響了電能質量。因此，相關電力工作人員應對無功補償技術予以全面分析，并采取在牽引變電站處設置濾波裝置和補償裝置等方式，有效提升電壓的穩(wěn)定性和電能質量。
 

4.4優(yōu)勢
 

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

5結束語
 

總之，有效提升提升電網運行的穩(wěn)定性和安全性，相關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確定，從而提升整個電力系統(tǒng)運行的安全性。盡管現在國內在無功補償技術方面還存在一定缺陷，但是我們只要下大力氣，拓寬研究領域，引入先進技術，就能夠有效發(fā)揮無功補償技術在電氣自動化行業(yè)的重大作用，為提升電網經濟效益和社會效益打下堅實基礎。
 

參考文獻
 

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[3]胡羽川.含大規(guī)模風電電力系統(tǒng)的無功補償配置研究[D].華中科技大學，2014.

作者：鄒宗寶