配网动态无功补偿技术的研究
张娜娜
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张娜娜,. 配网动态无功补偿技术的研究[J]. 能源学报,2021.1. DOI:10.12721/ccn.2021.157004.
摘要: 随着高电压、大功率电力的半导体器件的发展和应用,功率变换技术逐渐完善,电力电子装置的广泛应用,对无功功率快速动态补偿的需求越来越大,无功功率平衡是降低电网损耗,保证电力系统电能的质量以及安全运行不可或缺的部分,电网动态无功补偿技术不仅能够改善供电系统的安全性和稳定性,而且对抑制过电压以及电压的跌落具有重要的作用和价值。对电的提高用电效率和输电能力具有重要的作用和价值。
关键词: 配网;动态;无功补偿技术;研究
DOI:10.12721/ccn.2021.157004
基金资助:

随着我国经济迅速发展的同时,人民的生活水平也得到了提高,从而人们对电力的需求变大,同时对供电以及供电的质量提出了更高的要求,随着电力系统结构的复杂,很有可能出现电压不稳定的现象,所以,当今无功补偿技术已经成为供电企业大范围应用的技术。因此,无功补偿对配电网是十分重要的,研究无功补偿有着重要的现实意义。

1动态无功补偿技术

动态补偿具有实时性和快速性的特点,它可以非常快速的为用电系统补充用电负载所需要的无功。动态无功补偿强调无功补偿的快速性,并非是要同时具备两个特点,虽然有的无功变化比较快,但是无功量的变化是非常固定的,所以有时用速度较快的无功也能完成。

2. 配网动态无功补偿技术的作用

近年来, 随着我国到大功率非线性负荷的不断的增加,电网的谐波污染以及无功冲击的不断上升,无功调节手段的缺乏造成母线电压随着运行方式的变化,导致电网系统中稳定性受到严重的影响,电网动态稳定性与无功功率的有效性有很大的关系。电网动态无功补偿技术是一项提高电压稳定性的有效并且经济的措施,也是保证电网安全性稳定性以及战略防御的客观需求。在电网系统中采用这种技术不仅能够提高输电能力以及保证 电压的稳定性,而且对提高配电网电能的质量的综合指标,改善系统的静态以及动态的品质具有重要的作用。电网动态无功补偿技术在输电系统中作用主要有以下几点:(1)电网动态无功补偿技术能够提高电力系统的功率因数,减少无功潮流降低网络损坏,从而能够节约电能资源;(2)调节系统的电压,改善电能的质量;(3)动态无功补偿技术对提高配电系统的暂态稳定性和静态稳定性,限制操作过电压具有重要的作用和价值;(4)能够抑制次同步振荡和加强对低频振荡的阻尼;(5)减少电流和电压的不平衡。减少线路的损失等作用。

3.动态无功补偿技术的原理

3.1动态无功补偿技术的工作原理

动态无功补偿技术主要由控制器、晶闸管、电抗器、保护器等多种用电设备组合而成。它可以随时的对负荷的无功、电压、电流等进行测量,通过计算机进行分析,并且计算出无功的功率,然后在与原来设定的数值进行分析比较,自动选择无功的补偿容量,来达到最佳的电流补偿效果,利用零促发模块对双向导通时刻进行判断,迅速的进入到并联电容器组中。

目前,我国配电系统动态无功补偿的控制器还远远落后于其他国家的发展水平,首先是动态无功补偿的功率很难一步到位,电流的冲击性太大,容易产生电流系统漂移的现象,对其的维护成本也相对较高。其次,我国对配电系统中动态无功补偿还没有形成一定的标准,发展相对较落后。但是,我国的动态无功补偿控制器的运算速度非常快,对外界的干扰抵抗能力强,并且可以非常有效的完成动态补偿的功能。

3.2无功补偿技术的补偿方式

无功补偿技术根据不同的补偿位置可分为集中补偿、分散补偿、就地补偿三种补偿方式。

3.2.1集中补偿

集中补偿的利用率较高、维护方便,事故较少,能够有效减少供电系统中配电网、用户变压器等方面的无功负荷,还能够减少部分专用线路中的电能损耗。因此,集中补偿方式的补偿装置通常安装在地区变电站的母线上,也可以安装在高压供电用户降压变压所的母线上。

3.2.2分散补偿

分散补偿能够提高功率因数,从根本上降低线路电流,达到减少线路损失的目的。分散补偿装置会被分散安装到不同配电线路的干架或低压侧用户的各支路配电母线上,比如在10kV电网或3.3kV 配电线路上,实现分散补偿。

3.2.3就地补偿

就地补偿,就是将并联补偿电容器组装设在需要进行补偿的用电设备组旁边。这种补偿方式能够补偿安装位置以前的所有高低压线路和电力变压器的无功功率,其补偿范围大,补偿效果好,经济效益佳。相比较而言,这种补偿方式投资较前两种大,但电容器组在补偿的用电设备组停机时也将一并被解除。

4. 无功补偿技术在配网中的应用

4.1变电站的无功补偿技术

无功补偿技术变电站是一个供电中心,可以使用不同的电压等级的配电线路向用户供电,并且配电线路与电力用户应该达到无功功率平衡的效果,用户不可以向变电站获取无功电力,变压器的无功功率的损耗主要由两部分组成,励磁支路的无功功率损耗、绕组漏抗中的无功功率损耗。

4.2动态无功补偿技术的优化

在统筹考虑全网现有及未来网架结构、装置状况及负荷情况(电网各电压等级历史的、实时的及预测的负荷情况)的基础上,确定无功补偿装置最佳安装位置、类型和容量,实现降低网损、节省投资费用。并在现有无功补偿装置和技术条件下,根据实际负荷变化情况和短期负荷预测,确定无功补偿装置的最佳配合方式和工作模式(推荐使用智能型动态无功补偿),以满足供电质量要求,实现低电压治理,同时兼顾网损最小、运行费用最少。

4.3配电线路的无功补偿技术

(1)按照分支线路的带配电变压器的空载无功损耗的能力来确定分组补偿的容量。(2)要选择负荷大的分支线从而确定相应的补偿点。(3)小分支以及个别的配电变压器,可以看成主干线上的均匀分佰负荷,然后按照需要来确定补偿点和补偿容量。(4)所有配电变压器的负载无功损耗都要根据用户的自主补偿为主,如果居民用户没有进行补偿或者补偿容量不足,这样就依然需要向主干线来索取无功。根据相关研究表明,输电线路中无功过多的部分应该在本线路的两端进行等量的补偿,从而达到动态就地平衡的效果。

4.4智能控制器的应用

智能控制器是动态无功补偿设备中的重要组成部分。智能控制器的主要作用是对设备进行全面的控制,分析电力运行的主体,有效实现降低电力的目标。智能控制器主要是通过标编码技术,也包含一部分使用循环技术的智能控制器。智能控制器在运行的过程中,是将电力基本标准作为资深运行的主体,从而设定电力技术,并随着电力系统的运行进行调节,达到控制电力系统运行电压和功率的目的。同时,智能控制器具有保护电力系统运行中存在过电压和欠电压现象,排出故障对电路运行的干扰。

4.5保护元件的应用

动态无功补偿设备的连接中,保护元件是其中的关键元器件,发挥着保护和控制整个系统运行主体的重要作用。在目前的动态无功补偿工作中,与之相关的可控硅以及晶闸管极容易出现整体热熔,进而影响电路的运行安全和可靠性,保护元件则可以发挥出保护作用,对可控硅以及晶闸管进行保护。在实际应用保护元件的过程中,工作人员可以使用具有相同作用的小型断路器,以此代替保护元件,可以达到相同的保护效果。由此可见,保护元件在动态无功补偿使用中发挥着重要作用,有利于动态无功补偿技术在电网运行中发挥作用。

5.结束语

总而言之,配电网中动态无功补偿技术在一定程度上缓解了我国的用电压力,对我国电力系统的发展有着重要的推动作用。因此,我国要进一步的加强对动态无功补偿技术的研究,有效解决当前动态无功补偿技术存在的问题,实现动态无功补偿功能,最大限度的满足我国居民的用电需求。

参考文献

[1]陈鸣宇. 煤矿井下供电系统动态无功补偿技术的分析[J].通讯世界,2017,( 19) : 147 -148.

[2]包顺先.动态无功补偿技术的应用现状及发展 [J].电子技术与软件工程 ,2017(10):239..

[3] 陈艳玲.磁控动态无功补偿技术在煤矿 35kV 变电站的应用 [J].能源与节能 ,2016(9):171-172+176.

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