电力调度无功补偿技术探析

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1、电力调度无功补偿技术探析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；功率因素分类号TM714文献标识码A文章编号1673-9671-(2012)092-0186-02电力系统中，无功率增强、负序含量增加以及谐波数值增大都可造成用电负荷紧张，影响了电力系统运行的稳定性，如果不采用有效应对措施，则无法为用户实时提供高质量的

2、电能服务。在电力调度当中有效应用无功补偿技术可以有效避免复杂化的用电负荷变化以及非线性因素导致的电网运行可靠性和稳定性较低问题。在本文中，笔者就电力调度无功补偿技术的相关问题进行了分析和探讨。1无功补偿的基本原理所谓的无功补偿技术便是指无功补偿电源，主要目的是为了提供必要无功功率，降低电网能耗、提升电力系统功率因数，最终实现对整个电网电压质量的提升。而且，无功功率决不是无用功率，它的用处其实很大。如果没有无功功率，则变压器的一次线圈便无法产生磁场，进而导致二次线圈无法感应出电压。所以，如果没有无功功率，变压器便无法进行变压工作、电动机便无法转动。正常情况下，用电设备不但要从电源取得有功功

3、率，同时还需要从电源取得无功功率，如果电网中的无功功率供不应求，用电设备就没有足够的无功功率糙立正常的电磁场，这些用电设备就不能维持在额定情况下工作，用电设备的端电压就要下降，从而影响用电设备的正常运行。但是从发电机和高压输电线供给的无功功率远远满足不了负荷的需要，所以我们需要在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率，以保证用户对无功功率的需要，这样用电设备才能在额定电压下工作。1)定滤波器+晶闸管调节变压器”方案。以上两种设备利用高漏抗变压器能够导致较大的有功损耗，因此，定滤波器+晶闸管调节变压器”的方案没有得到广泛地应用2)“真空断路器投切电容器”方案。操作简便、成本低廉是该设备

4、的重要特色，但是该设备在合闸时电容器上所产生的过电压非常之高，非常烧毁设备；并且设备开关的设计寿命比较短，无法进行频繁投切。以上两点不足之处也严重影响了该设备的动态补偿效果。3)“有源滤波器”方案。有源滤波器是使用电力电子装置产生与负荷中的谐波电流以及和负序电流相位相反的电流，让其得到相互抵消，最终满足电源对总谐波和无功电流的要求，其方案特点：补偿比较灵活，调节速度较快，而且不会和系统发生谐振现象，不过有一点要注意，那就是电力电子设备的价格比较昂贵。2电力调度无功补偿的常用方法当前，电力调度中常用的无功补偿方法主要有随器补偿方法、随机补偿方法以及跟踪补偿方法。1）随器补偿方法。所谓的随器

5、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。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

6、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）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

7、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。3无功补偿的优化算法随着国内外学者对电力系统无功优化问题研究的深入和计算机技术的飞速发展，一些新的优化算法被不断提出。由于遗传算法具有很好的全局收敛性，因此该算法及其改进算法也被引入到了无功优化领域。算法结构如图1所示：采用MPGA进行无功优化的步骤如下：第一步，将染色体和适应度分别