论文部分内容阅读
摘要:经济发展和城乡电网改造带动了我国工农业生产用电规模的不断扩大，随之出现了用电量与日俱增、用电结构逐步趋于复杂多样的状况，使得电力供需矛盾越来越突出。因此，加强电力系统中配电线路的无功补偿探讨，寻找其中存在的问题，并提出对策和方案具有十分重要的意义。笔者将结合多年的电行业工作经验，对无功补偿做出概述，并探究我国电力系统中配电线路存在的问题和改善措施。
关键词：电力系统；配电线路；无功补偿；存在问题；对策分析
中图分类号： TM73 文献标识码： A 文章编号：
一、前言
改革开放以来，我国的经济得到了迅速的发展，社会主义市场经济体制得到不断的完善，科学技术得到不断的突破，不仅仅大大的改善了我国的经济发展状况，改善了我国的经济发展结构，也极大的带动了电力事业的发展，伴随着社会主义经济的全面繁荣发展，我国对电力的需求量也大大增加，对供电，配电水平和质量有了更高的要求。但是，由于我国的电力事业发展起步较晚，虽然发展迅速，但是依然存在着很多问题，在快速发展的途中，面临着来自各个方面的干预和限制，使得我国的电力系统中依旧存在着很多缺陷和不足。比如目前变电站普遍存在着供电半径长、电压质量差、功率因数低、无功功率分配不合理等状况。因此，在新时期，加强对电力系统中配电线路的无功补偿研究具有社会现实意义。
二、无功补偿概述
无功补偿是指为满足电力网和负荷端电压水平及经济运行的要求，必须在电力网和负荷端设置的无功电源，如电容器、调相机等。
我国的电力事业起步较晚，虽然这些年发展十分迅速，但是从整体而言，发展不均衡，区域差别大，同时，在电力网络逐渐完善的过程中，长期存在着一个弊端，那就是我国的变电站很多时候都存在着无功补偿的容量不足，且在此过程中配备缺乏规范性，造成配备不合理的现象，虽然电力设备和相关的技术在近些年得到了更多的重视，技术有了突破，设备也有了更新，但是，一些关系到核心技术的快速响应设备依旧严重缺乏。伴随着我国城乡经济的全面发展，大功率的非线性负荷量也大幅度增加，整个电网在运行过程中，面临的无功冲击和各种谐波污染情况也越来越严重，由于无功调节的手段缺乏，或者是调节效率低下，母线的电压变化很大，电压合格率较低，同时，电网的配电系统中的线损率逐渐上升。
实施无功补偿可以很大程度的让整个电网中的电压更加稳定，既可以让整个电网系统的安全防护战略得到贯彻落实，也能够使得电网的运行更为安全稳定，如此，便推动了整个电网的运行质量，使得电网中的电能质量得到提升，使得整个系统运行状况得到改善。
三、电力系统中无功补偿方案存在的问题分析
伴随着我国电力事业的发展，结合笔者多年的电力事业工作经验，从用户在用电过程中的反饋情况，以及外部特性和相关的各项指标而言，在现阶段使用的一些无功补偿自动补偿器都存在着一些问题，主要而言，表现在，其一，目前的自动补偿方式一般都是针对采样点的数据进行分析计算，这样一来，控制器间会缺乏必要的信息交流，其二，采用的算法相对而言比较落后，控制器难以综合整个电力网络运行的状况，从而难以让整个无功潮流的分布从整体而言，难以获得最佳的经济效益。其三，对电网的遥测技术相对缺乏，难以适应不断发展进步的发展要求。因此，要想保证优质的电力输配送，需要结合具体的情况做出分析，并提出解决方案措施和改进措施。
1.智能型单节点最优无功补偿的实现
在进行电力系统的配电线路无功补偿过程中，要达到无功补偿最优控制的目的，需要在特定的所给定的补偿电容的基础上，找到一种允许的控制方式，从而可以使得电路的功率因素可以变得最大，如果在现场是三相平衡或者是负荷相对较小的一些无关紧要的节点，一般而言，可以使用单片机作为比较核心的控制器，在此过程中，可以运用线性规划的控制算法，通过这种方式可以更好的控制投切电容器的容量，如此，可以达到最为优化的控制效果。
补偿电容采用步进控制以提高控制精度
一般可在得出需投切组数n1后一次投入,但由于存在实际电容值与标称值不一致,且在运行中电容器可能损坏等因素,可能产生控制误差,同时也容易造成对电网的冲击过大。所以,在实际运行时,采用步进控制,即每个时间间隔投切一组电容器,直到n1组投切完毕为止。
（二）优化时间控制
在步进投切电容器时,采用不等距时间控制,先以较小的时间间隔t1完成前n1-1组电容的投切,等待一段时间t2后,观察电网各项参数,确认可继续投切电容器后,计算通断率,再完成最后一组电容器的投切工作。这样,在保证控制精度的同时,提高系统动作的快速性,实现精度约束下的智能型最优时间控制。在实际控制中,电容容量随电压变化而波动,电容分级的量化误差ΔQ′也是变化的。ΔQ是额定电压为UN时的量化误差;U为实际电压。控制器根据电压变化自动修正量化误差,使得每次控制误差小于ΔQ ′/2 。当电容已“加满”或“减空”而仍需增减电容时,控制器将输出最大或最小值,从而避免了由于执行机构产生误动作而对电网造成的冲击。
2.变电所的二次集中补偿的方式
此方式指的是将变电所的母线(10干伏)上集中进行电容器的配置安装。而补偿的容毓则是根据主变容量15％—30％进行配备，但是，此方式对配电网来说具有以下的缺点：由于配电网其负荷具有很强的季节性．并且设备的负载率较低．因而变电所选择的无功补偿容量不能很好地适应各个季节的变化以及昼夜之问的大幅度变化所需无功负荷的需要。
3.配电线路其杆上的集中补偿方式
采用这种补偿方式，一般而言，多指在线路的各个负荷集中点上，选择集中点实施电容器的集中安装，用这种补偿方式，相对于一些变电所的二次集中补偿方式而言，具有相对的比较优势，同时，这种方式也需要有些也问题和缺陷要解决，所以要有选择性的进行使用。
4.智能型无功控制策略
采集线路中三相电压和电流信号，跟踪系统中的无功变化，取无功功率作控制物理量，取用户设定功率因数做投切参考限量，依据模糊控制理论，智能选择电容器组合，针对星角结合情况智能投切；通过设定过压与欠压保护值，设置低谷高电压禁投与高峰低电压禁切电压值，以无功功率为投切门限值，科学限制电压条件，使其具有缺相保护功能，同时采用智能控制理论设置电容投切控制，以自动及时地投切电容补偿，补偿无功功率容量；根据配电系统三相中每一相无功功率大小，智能选择电容器组合；依据“取平补齐”原则投入电网，实现电容器投切的智能控制，提高补偿精度。
5.智能无功补偿容量选择
智能无功补偿容量的主要达成目的是平衡线路的无功功率。因其补偿容量计算与选择较为复杂，目前多根据静态容量极值进行选择。主要为单负荷就地补偿容量选择和多负荷补偿容量选择。
四、结束语
伴随着我国经济的迅速发展，国民经济的增长和人民生活水平的提高将会对我国的供配电线路有着更为严格的要求，在此过程中，合理选择无功补偿方案和补偿容量，科学应用无功补偿技术，设计配置无功补偿设备，能有效提高电压的稳定性，保证电网电压的质量，提高发输电设备的利用率，降低电力系统设备的损坏和有功网损，减少能耗和发电费用，从而使得电力系统能够更好的服务于社会主义经济建设。
参考文献：
[1]杨建军，战红，鲁成杰. 配电线路集中无功补偿优化的改进遗传算法.《电力系统保护与控制》 ISTIC EI PKU -2010年1期.
[2]王彬.农村电网系统中配电线路无功补偿.《城市建设理论研究（电子版）》 -2012年8期.
[3]马国清.试论配电线路的无功补偿.《北京电力高等专科学校学报(自然科学版)》 -2011年7期.
[4]张勇军,任震,李本河,郑风雷.配电线路杆上无功补偿优化算法.《华南理工大学学报(自然科学版)》 ISTIC EI PKU -2008年4期.
[5]谭东明,朴在林,郑维刚.配电线路无功优化就地控制与系统控制效果比较 [期刊论文] 《农业工程学报》 ISTIC EI PKU -2011年4期.
[6]王克文,姜俊峰,刘宪林,李小磊.灵敏度指标在10 kV配电线路无功补偿中的应用.《郑州大学学报(工学版)》 ISTIC PKU -2010年3期.
关键词：电力系统；配电线路；无功补偿；存在问题；对策分析
中图分类号： TM73 文献标识码： A 文章编号：
一、前言
改革开放以来，我国的经济得到了迅速的发展，社会主义市场经济体制得到不断的完善，科学技术得到不断的突破，不仅仅大大的改善了我国的经济发展状况，改善了我国的经济发展结构，也极大的带动了电力事业的发展，伴随着社会主义经济的全面繁荣发展，我国对电力的需求量也大大增加，对供电，配电水平和质量有了更高的要求。但是，由于我国的电力事业发展起步较晚，虽然发展迅速，但是依然存在着很多问题，在快速发展的途中，面临着来自各个方面的干预和限制，使得我国的电力系统中依旧存在着很多缺陷和不足。比如目前变电站普遍存在着供电半径长、电压质量差、功率因数低、无功功率分配不合理等状况。因此，在新时期，加强对电力系统中配电线路的无功补偿研究具有社会现实意义。
二、无功补偿概述
无功补偿是指为满足电力网和负荷端电压水平及经济运行的要求，必须在电力网和负荷端设置的无功电源，如电容器、调相机等。
我国的电力事业起步较晚，虽然这些年发展十分迅速，但是从整体而言，发展不均衡，区域差别大，同时，在电力网络逐渐完善的过程中，长期存在着一个弊端，那就是我国的变电站很多时候都存在着无功补偿的容量不足，且在此过程中配备缺乏规范性，造成配备不合理的现象，虽然电力设备和相关的技术在近些年得到了更多的重视，技术有了突破，设备也有了更新，但是，一些关系到核心技术的快速响应设备依旧严重缺乏。伴随着我国城乡经济的全面发展，大功率的非线性负荷量也大幅度增加，整个电网在运行过程中，面临的无功冲击和各种谐波污染情况也越来越严重，由于无功调节的手段缺乏，或者是调节效率低下，母线的电压变化很大，电压合格率较低，同时，电网的配电系统中的线损率逐渐上升。
实施无功补偿可以很大程度的让整个电网中的电压更加稳定，既可以让整个电网系统的安全防护战略得到贯彻落实，也能够使得电网的运行更为安全稳定，如此，便推动了整个电网的运行质量，使得电网中的电能质量得到提升，使得整个系统运行状况得到改善。
三、电力系统中无功补偿方案存在的问题分析
伴随着我国电力事业的发展，结合笔者多年的电力事业工作经验，从用户在用电过程中的反饋情况，以及外部特性和相关的各项指标而言，在现阶段使用的一些无功补偿自动补偿器都存在着一些问题，主要而言，表现在，其一，目前的自动补偿方式一般都是针对采样点的数据进行分析计算，这样一来，控制器间会缺乏必要的信息交流，其二，采用的算法相对而言比较落后，控制器难以综合整个电力网络运行的状况，从而难以让整个无功潮流的分布从整体而言，难以获得最佳的经济效益。其三，对电网的遥测技术相对缺乏，难以适应不断发展进步的发展要求。因此，要想保证优质的电力输配送，需要结合具体的情况做出分析，并提出解决方案措施和改进措施。
1.智能型单节点最优无功补偿的实现
在进行电力系统的配电线路无功补偿过程中，要达到无功补偿最优控制的目的，需要在特定的所给定的补偿电容的基础上，找到一种允许的控制方式，从而可以使得电路的功率因素可以变得最大，如果在现场是三相平衡或者是负荷相对较小的一些无关紧要的节点，一般而言，可以使用单片机作为比较核心的控制器，在此过程中，可以运用线性规划的控制算法，通过这种方式可以更好的控制投切电容器的容量，如此，可以达到最为优化的控制效果。
补偿电容采用步进控制以提高控制精度
一般可在得出需投切组数n1后一次投入,但由于存在实际电容值与标称值不一致,且在运行中电容器可能损坏等因素,可能产生控制误差,同时也容易造成对电网的冲击过大。所以,在实际运行时,采用步进控制,即每个时间间隔投切一组电容器,直到n1组投切完毕为止。
（二）优化时间控制
在步进投切电容器时,采用不等距时间控制,先以较小的时间间隔t1完成前n1-1组电容的投切,等待一段时间t2后,观察电网各项参数,确认可继续投切电容器后,计算通断率,再完成最后一组电容器的投切工作。这样,在保证控制精度的同时,提高系统动作的快速性,实现精度约束下的智能型最优时间控制。在实际控制中,电容容量随电压变化而波动,电容分级的量化误差ΔQ′也是变化的。ΔQ是额定电压为UN时的量化误差;U为实际电压。控制器根据电压变化自动修正量化误差,使得每次控制误差小于ΔQ ′/2 。当电容已“加满”或“减空”而仍需增减电容时,控制器将输出最大或最小值,从而避免了由于执行机构产生误动作而对电网造成的冲击。
2.变电所的二次集中补偿的方式
此方式指的是将变电所的母线(10干伏)上集中进行电容器的配置安装。而补偿的容毓则是根据主变容量15％—30％进行配备，但是，此方式对配电网来说具有以下的缺点：由于配电网其负荷具有很强的季节性．并且设备的负载率较低．因而变电所选择的无功补偿容量不能很好地适应各个季节的变化以及昼夜之问的大幅度变化所需无功负荷的需要。
3.配电线路其杆上的集中补偿方式
采用这种补偿方式，一般而言，多指在线路的各个负荷集中点上，选择集中点实施电容器的集中安装，用这种补偿方式，相对于一些变电所的二次集中补偿方式而言，具有相对的比较优势，同时，这种方式也需要有些也问题和缺陷要解决，所以要有选择性的进行使用。
4.智能型无功控制策略
采集线路中三相电压和电流信号，跟踪系统中的无功变化，取无功功率作控制物理量，取用户设定功率因数做投切参考限量，依据模糊控制理论，智能选择电容器组合，针对星角结合情况智能投切；通过设定过压与欠压保护值，设置低谷高电压禁投与高峰低电压禁切电压值，以无功功率为投切门限值，科学限制电压条件，使其具有缺相保护功能，同时采用智能控制理论设置电容投切控制，以自动及时地投切电容补偿，补偿无功功率容量；根据配电系统三相中每一相无功功率大小，智能选择电容器组合；依据“取平补齐”原则投入电网，实现电容器投切的智能控制，提高补偿精度。
5.智能无功补偿容量选择
智能无功补偿容量的主要达成目的是平衡线路的无功功率。因其补偿容量计算与选择较为复杂，目前多根据静态容量极值进行选择。主要为单负荷就地补偿容量选择和多负荷补偿容量选择。
四、结束语
伴随着我国经济的迅速发展，国民经济的增长和人民生活水平的提高将会对我国的供配电线路有着更为严格的要求，在此过程中，合理选择无功补偿方案和补偿容量，科学应用无功补偿技术，设计配置无功补偿设备，能有效提高电压的稳定性，保证电网电压的质量，提高发输电设备的利用率，降低电力系统设备的损坏和有功网损，减少能耗和发电费用，从而使得电力系统能够更好的服务于社会主义经济建设。
参考文献：
[1]杨建军，战红，鲁成杰. 配电线路集中无功补偿优化的改进遗传算法.《电力系统保护与控制》 ISTIC EI PKU -2010年1期.
[2]王彬.农村电网系统中配电线路无功补偿.《城市建设理论研究（电子版）》 -2012年8期.
[3]马国清.试论配电线路的无功补偿.《北京电力高等专科学校学报(自然科学版)》 -2011年7期.
[4]张勇军,任震,李本河,郑风雷.配电线路杆上无功补偿优化算法.《华南理工大学学报(自然科学版)》 ISTIC EI PKU -2008年4期.
[5]谭东明,朴在林,郑维刚.配电线路无功优化就地控制与系统控制效果比较 [期刊论文] 《农业工程学报》 ISTIC EI PKU -2011年4期.
[6]王克文,姜俊峰,刘宪林,李小磊.灵敏度指标在10 kV配电线路无功补偿中的应用.《郑州大学学报(工学版)》 ISTIC PKU -2010年3期.