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摘要:随着生产用电规模不断扩大,用电量的日渐增长和结构的不断变化,功率变化频繁的电气设备应用数量越来越多,由此导致的用电负荷的复杂变化以及非线性因素直接造成了电网的波动,影响用户的供电质量。笔者首先分析了无功补偿的原理与电力调度无功补偿的现状,而后重点了探讨了电力调度无功补偿的方法。
关键词:无功功率;电力系统;电力调度
1引言
无功补偿的主要功能就是将电能消耗降到最低,在通过对电力网络的有效控制,使整个电力网络能够运行正常,在电力设备和无功补偿器材都齐全的情况下,充分利用起来,就能使无功补偿技术发挥到更好。在此,我们可以通过对无功补偿的技术现状、存在的问题和发展趋势进行研究,来了解无功补偿技术的诸多细节。
2无功补偿技术现状
随着社会各项高技术产品的不断进步,人们对电力的需求量增加越来越快,这就使得电网供出的电力越来越多,其中消耗的部分也越来越多,无论是电网企业还是人民群众,对无功补偿技术的开展渴望程度也越来越强烈。目前我国电力系统中无功补偿技术主要是以下几个方面。
2.1同步电机。同步电机包括三个方面:同步发电机、同步电动机和同步调相机。同步发电机一旦运行正常,就能通过滞后功率因数的运行,可以向电力系统提供源源不断的无功;同步电动机用来进行对励磁电流的改变和调整,将输出的无功电流大小和方向进行深加工,但是同步电动机成本一般较高,维护也比较困难;同步调相机是早期被电力系统使用的无功补偿的代表,但是它仅局限于对动态调控的把握,而且它的机构建设比较复杂,在出现问题后,维护较复杂,所以现在对同步调相机的使用也是越来越少。
2.2并联电容器。并联电容器一般把电力系统中的所需无功多少进行自动调控,并且进行投切补偿电容。并联电容器的功耗一般较小,装设也很方便,但是它极易出现对电容的补偿过多或过少,就会造成补偿失误,使无功补偿达不到最好的效果。
2.3静止无功补偿器。静止无功补偿器是由晶闸管进行控制投切的电抗器与电容器构成的,它极易快速平滑地给无功补偿以辅助工作,但是它往往在投切过程里产生出谐波。
2.4静止无功发生器。由于静止无功发生器的基本电路是三相桥式的变流电路,不用大容量电抗器与电容器这样的储能元件,只要在电力系统的直流端安装小型电容器就可以使电压保持正常。
2.5有源电力滤波器。有源电力滤波器的特点就是在滤波过程中进行无功补偿的操作,而且能进行连续性的调节,响应也较迅速。它能对单个谐波与无功源施行单独补偿工作,且能对若干谐波与无功源施行集中补偿工作。但是它的成本也是比较高的,工作过程的实现比较复杂。
2.6统一潮流控制器。统一潮流补偿器的功能是并联和串联等多项功能集中在一起的功能体现。能对电力系统进行综合性的控制,使线路的有功与无功功率准确调节得到实现,它实际工作起来比较灵活,发展前景良好。
3电力调度无功补偿的常用方法
3.1随器补偿方法
所谓的随器补偿方法,其主要原理就是在配电变压器二次侧经过低压保险设置低压电容器,通过此种方式来对配电变压器的空载无功进行补偿。正常情况下,空载励磁无功是配变电压器处于空载状态或者是轻负载状态下的无功负荷表现形式,其中,配电变压器的空载状态是造成电力用户产生无功负荷的主要原因;并且,轻负载状态同样会产生大量的电力耗费。综合目前的现实情况,随器补偿方法是当下进行无功补偿的最为有效的方法之一,并且可以有效减低电网线损、提供配变电压器的利用率,获得较大的经济效益。除此之外,随器补偿方法还有补偿效果好、维护方便、接线简单等优势。
3.2随机补偿方法
所谓的随机补偿方法,其主要原理就是将电动机和低压电容器组并联在一起,并利用保护装置和控制装置实现两者的同时投切。安全稳定、维护简单、配置灵活、安装简便、成本经济是随机补偿方法的重要优势。随机补偿方式通常均是用来对电动机的无功消耗(主要是励磁无功消耗)进行补偿,所以它能够对用电单位的无功负荷进行有效地限制。由于用电单位停止运转时,低压电容器组等无功补偿设备也一起推出,因此不需要对补偿容量进行频繁地调整。
3.3跟踪补偿方法
所谓的跟踪补偿方法,其主要原理就是以无功补偿投切装置作为控制保护装置,将低压电容器组补偿在大用户母线上面。适用于100kVA以上的专用配电变压器用户,可以替代随机、随器两种补偿方式,补偿效果好。跟踪补偿的优点是运行方式灵活,运行维护工作量小,比前两种补偿方式寿命相对延长,运行更可靠。但缺点是控制保护装置复杂,首期投资相对较大。但当这三种补偿方式的经济性接近时,应优先选用跟踪补偿方式。
4无功补偿技术的发展趋势
在科学技术不断进步的今天,无功补偿的技术也在不断进步,为了使补偿工作更稳定地进行下去,我国相关人员进行不断研究和开发,将无功补偿的技术不断进行提升,全面进行考虑,做到抑制谐波,同时能够使无功无虑的动态进行自动的无极调节。
4.1晶闸管投切电容器(TSC)的智能补偿装置。这种装备就是将微型处理器运用于TSC里面,使动态的无功补偿成为可能,它的核心部件就是一个控制器,这个控制器对功率因数进行分析和测量,使数据能够达到清晰正确,所以能更好地对无触点开关投切进行控制,同时还能储存和显示欠压、过压、功率因数的实际数据。这种装置操作起来无用刘,响应较快,还有多方位的保护能力,应该得到更多人的信赖。
4.2静止无功发生器(SVG)。静止无功发生器运用了GTO,使其成为自己的构成部分,组成了自换相型的变流器。如果对方法使用得当,就能使其在对无功功率的补偿中控制谐波电流的产生。它的调节速度更快,避免了较多谐波的出现,并且不需要大容量的储能元件,同时,它还能使电压变得更稳定,在技术方面比较全面。
如果真正能够把SVG运用得当,就会使无功补偿工作变得更顺利,使其在欠压的条件下的无功调节能力更强,所以应该加强对其的关注度,使其能广泛地被使用。
4.3电力有源滤波器。电力有源滤波器能在瞬间进行对谐波的有效控制,使其能够减少对电力系统的危害。同时,它的响应更加迅速,在操作中能实现对谐波与无功功率的动态补偿,并且对电网阻抗参数的影响也是十分小的。所以电力有源滤波器可以被广泛投入市场,使其真正能为电力系统的发展做贡献。
4.4综合潮流控制器(UPFC)。综合潮流控制器能把晶闸管产生出来的交流电压集合起来串进并叠加到输电线相的电压上,使它的幅值与相角都能进行连续性的变化,对线路有功与无功的功率进行准确有效的控制,并且在提升传送能力的同时,能阻尼系统的不断震荡。在现代无功补偿的工作实践中,UPFC是科技含量最高,使用最稳定的补偿设备,应该进行广泛使用。
5结语
由于经济高速前进,此时的各个领域和民用电压的用电量不断地增加,此时变频等的装置占据的分量也开始变多。针对电力体系来说,此时的无功功率意义就凸显出来了,关注电网无功相关的内容是当前该项补偿的关键发展方向,把该项技术合理的应用到电力的调度活动之中,可以确保电网的运作稳定。
参考文献
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