電力調(diào)度無功補(bǔ)償技術(shù)探討

    隨著生產(chǎn)用電規(guī)模不斷擴(kuò)大，用電量的日漸增長和結(jié)構(gòu)的不斷變化，功率變化頻繁的電氣設(shè)備應(yīng)用數(shù)量越來越多，由此導(dǎo)致的用電負(fù)荷的復(fù)雜變化以及非線性因素直接造成了電網(wǎng)的波動，影響用戶的供電質(zhì)量。筆者首先分析了無功補(bǔ)償?shù)脑砼c電力調(diào)度無功補(bǔ)償?shù)默F(xiàn)狀，而后重點了探討了電力調(diào)度無功補(bǔ)償?shù)姆椒ā?/span>

　　電力系統(tǒng)中，無功率增強(qiáng)、負(fù)序含量增加以及諧波數(shù)值增大都可造成用電負(fù)荷緊張，影響了電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，如果不采用有效應(yīng)對措施，則無法為用戶實時提供高質(zhì)量的電能服務(wù)。在電力調(diào)度當(dāng)中有效應(yīng)用無功補(bǔ)償技術(shù)可以有效避免復(fù)雜化的用電負(fù)荷變化以及非線性因素導(dǎo)致的電網(wǎng)運(yùn)行可靠性和穩(wěn)定性較低問題。在本文中，筆者就電力調(diào)度無功補(bǔ)償技術(shù)的相關(guān)問題進(jìn)行了分析和探討。

　　1 無功補(bǔ)償?shù)幕驹?/span>

　　所謂的無功補(bǔ)償技術(shù)便是指無功補(bǔ)償電源，主要目的是為了提供必要無功功率，降低電網(wǎng)能耗、提升電力系統(tǒng)功率因數(shù)，最終實現(xiàn)對整個電網(wǎng)電壓質(zhì)量的提升。而且，無功功率決不是無用功率，它的用處其實很大。如果沒有無功功率，則變壓器的一次線圈便無法產(chǎn)生磁場，進(jìn)而導(dǎo)致二次線圈無法感應(yīng)出電壓。所以，如果沒有無功功率，變壓器便無法進(jìn)行變壓工作、電動機(jī)便無法轉(zhuǎn)動。正常情況下，用電設(shè)備不但要從電源取得有功功率，同時還需要從電源取得無功功率，如果電網(wǎng)中的無功功率供不應(yīng)求，用電設(shè)備就沒有足夠的無功功率糙立正常的電磁場，這些用電設(shè)備就不能維持在額定情況下工作，用電設(shè)備的端電壓就要下降，從而影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行。但是從發(fā)電機(jī)和高壓輸電線供給的無功功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了負(fù)荷的需要，所以我們需要在電網(wǎng)中要設(shè)置一些無功補(bǔ)償裝置來補(bǔ)充無功功率，以保證用戶對無功功率的需要，這樣用電設(shè)備才能在額定電壓下工作。

　　1）“固定濾波器+晶閘管調(diào)節(jié)變壓器”方案。以上兩種設(shè)備利用高漏抗變壓器能夠?qū)е螺^大的有功損耗，因此，“固定濾波器+晶閘管調(diào)節(jié)變壓器”的方案沒有得到廣泛地應(yīng)用。

　　2）“真空斷路器投切電容器”方案。操作簡便、成本低廉是該設(shè)備的重要特色，但是該設(shè)備在合閘時電容器上所產(chǎn)生的過電壓非常之高，非常燒毀設(shè)備；并且設(shè)備開關(guān)的設(shè)計壽命比較短，無法進(jìn)行頻繁投切。以上兩點不足之處也嚴(yán)重影響了該設(shè)備的動態(tài)補(bǔ)償效果。

　　3）“有源濾波器”方案。有源濾波器是使用電力電子裝置產(chǎn)生與負(fù)荷中的諧波電流以及和負(fù)序電流相位相反的電流，讓其得到相互抵消，最終滿足電源對總諧波和無功電流的要求，其方案特點：補(bǔ)償比較靈活，調(diào)節(jié)速度較快，而且不會和系統(tǒng)發(fā)生諧振現(xiàn)象，不過有一點要注意，那就是電力電子設(shè)備的價格比較昂貴。

　　2 電力調(diào)度無功補(bǔ)償?shù)某Ｓ梅椒?/span>

　　當(dāng)前，電力調(diào)度中常用的無功補(bǔ)償方法主要有隨器補(bǔ)償方法、隨機(jī)補(bǔ)償方法以及跟蹤補(bǔ)償方法。

　　1）隨器補(bǔ)償方法。所謂的隨器補(bǔ)償方法，其主要原理就是在配電變壓器二次側(cè)經(jīng)過低壓保險設(shè)置低壓電容器，通過此種方式來對配電變壓器的空載無功進(jìn)行補(bǔ)償。正常情況下，空載勵磁無功是配變電壓器處于空載狀態(tài)或者是輕負(fù)載狀態(tài)下的無功負(fù)荷表現(xiàn)形式，其中，配電變壓器的空載狀態(tài)是造成電力用戶產(chǎn)生無功負(fù)荷的主要原因；并且，輕負(fù)載狀態(tài)同樣會產(chǎn)生大量的電力耗費(fèi)。綜合目前的現(xiàn)實情況，隨器補(bǔ)償方法是當(dāng)下進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)淖顬橛行У姆椒ㄖ唬⑶铱梢杂行p低電網(wǎng)線損、提供配變電壓器的利用率，獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益。除此之外，隨器補(bǔ)償方法還有補(bǔ)償效果好、維護(hù)方便、接線簡單等優(yōu)勢。

　　2）隨機(jī)補(bǔ)償方法。所謂的隨機(jī)補(bǔ)償方法，其主要原理就是將電動機(jī)和低壓電容器組并聯(lián)在一起，并利用保護(hù)裝置和控制裝置實現(xiàn)兩者的同時投切。安全穩(wěn)定、維護(hù)簡單、配置靈活、安裝簡便、成本經(jīng)濟(jì)是隨機(jī)補(bǔ)償方法的重要優(yōu)勢。隨機(jī)補(bǔ)償方式通常均是用來對電動機(jī)的無功消耗（主要是勵磁無功消耗）進(jìn)行補(bǔ)償，所以它能夠?qū)τ秒妴挝坏臒o功負(fù)荷進(jìn)行有效地限制。由于用電單位停止運(yùn)轉(zhuǎn)時，低壓電容器組等無功補(bǔ)償設(shè)備也一起推出，因此不需要對補(bǔ)償容量進(jìn)行頻繁地調(diào)整。

　　3）跟蹤補(bǔ)償方法。所謂的跟蹤補(bǔ)償方法，其主要原理就是以無功補(bǔ)償投切裝置作為控制保護(hù)裝置，將低壓電容器組補(bǔ)償在大用戶母線上面。適用于100 kVA以上的專用配電變壓器用戶，可以替代隨機(jī)、隨器兩種補(bǔ)償方式，補(bǔ)償效果好。跟蹤補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點是運(yùn)行方式靈活，運(yùn)行維護(hù)工作量小，比前兩種補(bǔ)償方式壽命相對延長，運(yùn)行更可靠。但缺點是控制保護(hù)裝置復(fù)雜，首期投資相對較大。但當(dāng)這三種補(bǔ)償方式的經(jīng)濟(jì)性接近時，應(yīng)優(yōu)先選用跟蹤補(bǔ)償方式。