动态无功补偿范文篇1

【关键词】10kv；配电网；动态补偿

1前言

当前，配电网主要包括有变电站、配电变压器、杆上变压器、补偿电容器以及输电线路和一些开关设备。通常情况下，对配电网的分类是根据电压等级来划分的。一般可以分为高压配电网（35-110KV）、中压配电网（6-10KV）以及低压配电网（380/220V）。其中，我国10KV及以下配电网的电能损耗最大。这是由于我国10KV及以下配电网配电线路、配电变压器以及用户连接相当复杂。不仅如此，不同容量的变压器台数多且分布广，并且压线分布没有规律，用电负荷率低，峰、谷负荷差较大。由于电力系统中存在电机等大量的感性用电设备，再加上电力线路本身的阻抗和变压器的电磁交换作用，以致电力系统中存在大量的无功负荷。这些无功负荷大大降低了系统的功率因数，增加了线路电压损失和电能损失。为了能够有效解决这一问题，一方面在各个变电所内进行无功功率的集中补偿，另一方面需要在配电网上进行动态的无功补偿。本文就是基于配电网对无功动态补偿进行研究和讨论，并主要针对10kv及以下的配电网。

2配电网无功动态补偿的意义及实现

2.110kv及以下配电网无功动态补偿的意义

为了能够有效的保证电网的电能质量、电压质量以及有效的降低网络损耗，不仅需要从有功功率方面着手，还要从无功功率方面进行研究。只有保证了无功平衡，才能保证电压质量，使电气设备能够有效运行。为了说明配电网无功动态补偿的意义，本文从以下三点进行分析。首先，推行配电网络无功动态补偿是改善设备利用率的需要。这是因为，在相同的电流和电压下，提高功率因数能够增大线路的传输能力。其次，推行配电网络无功动态补偿是减少电压变动的需要。最后，推行配电网络无功动态补偿是减少线损的需要。

2.2配电网络无功动态补偿的实现方案

通常来讲，配电网无功动态补偿方式可分为：变电站集中补偿、低压集中补偿、杆上线路无功补偿以及用户终端补偿四大类。

首先，变电站集中补偿方式是把补偿装置安装在10kv变电站的母线上，这种方式能够对整个配电网进行集中补偿，从而降低全网的无功负荷传输，降低线损。由于这种补偿方式便于管理且运行维护方便，因而这种补偿方式在实际配电网络中得到了广泛应用。

其次，配电站变压器集中补偿主要通过计算机控制无功补偿装置的方法。它根据用户的无功负荷波动来调节无功补偿装置，从而满足用户的用电需求。这种方式提高了变压器的利用率，并且减少了无功负荷向电网中的流动，就地平衡，保证了供电质量。

再次，杆上线路无功补偿方式是供给感性负荷所消耗的部分无功功率，减少无功功率在电网中的流动，降低线损，从而提高系统的功率因数，减少电压波动，提高供电质量，改善供电环境。这种补偿方式具有投资小、见效快、易于维护的优点。

最后，用户端的就地补偿方式是将无功补偿装置安装在异步电动机或者电感性用电设备附近，从而进行就地补偿。这种补偿方式可以再用户端直接就地平衡，提高设备的功率因数，设备维护方便。

对于10kv及以下的配电网补偿装置，当前较为成熟的无功动态补偿装置是可控硅动态无功补偿装置SVC。它是利用晶闸管可控硅的开关原理，瞬时的改变无功功率，用以补偿或者吸收负载所需的功率。

310kv及以下配电网的无功动态优化算法

3.110kv及以下配电网潮流计算方法

这些年来，随着配电网络自动化系统的发展，配电网的无功动态补偿优化算法也逐渐引起人们的重视。本文选择潮流计算方法作为研究对象。潮流计算式整个配电网络分析的基础和工具，被广泛运用在运行分析、电网调度以及规划设计等方面。而由于与输电网相比，配电网有着自身的特点，所以如果直接将输电系统中使用的潮流算法运用至配电网中去，会使得算法的性能大大下降，甚至无法达到收敛的效果。目前，配电网的潮流算法主要可以分为节点法和支路法两大类。二者存在有一定的差异。节点法主要包括牛顿潮流算法和Zbus潮流算法。前者是通过各个节点电压计算节点的功率，从而判断一下是否满足收敛条件，如果不满足，再根据潮流残压方程修正节点电压，再求出此时的节点功率，判断是否收敛。再通过迭代计算的方法，直至各个节点的功率满足收敛条件，算法才得以完成。从中可见，牛顿潮流算法原来简单，但是需要大量的计算，并且收敛性不是很好。后者则是分别计算出松弛节点独立作用于整个配电网情况下的某节点的电压以及只有等值注入电流作用的节点电压，通过叠加原理计算得出。如此便可以求得该节点电压值。可以看出，Zbus潮流算法原理简单，但是误差较大。支路法主要包括回路阻抗法和前推回代潮流算法。前者的处理环网能力比较强，并且迭代次数不会随着系统节点数或者环路数的增加而发生较大变化，故而收敛的稳定性好，但是由于其节点和支路编号的处理较为复杂，计算所占系统内存较大，因而如果应用在节点较多的配电网中会有一定的局限性。而后者计算原理简单，具有数值稳定和收敛速度快的优点，并且不需要大量复杂的矩阵运算，占用的内存较少。利用这种优化计算方法可以适用于当前普遍使用的辐射型配电网潮流算法。具体使用哪种算法还需根据实际案例具体分析。

3.2实例分析

以广西省西林县电网为例，该县城的城西线路为县城北变电所的主要干线。由于线路较短，负荷较大并且有一些达不到100kvA的变台。所以实施10kv线路自动补偿与变台自动补偿相结合的补偿方式。首先对100kvA以上的变台而言，需要根据变压器容量在低压侧主干线上进行动态补偿，同时10kv线路采用高压动态无功补偿装置的方法。根据实际经验，线路采用150kvar容量分点布置。进而，根据每月的供电量以及线路的长度，可以设置2个分布点。即在整体线路的五分之二和五分之四处分别设置，容量共计300kvar。通过以上的补偿方式，一共可以设置1760kvar补偿容量。

3.3无功动态补偿对经济效益的影响分析

从以上的分析中可以看出，推行无功动态补偿具有重要的意义。如果对降低损耗的影响进行定量分析的话，这里以县电力公司为例说明。从变电站母线到变压器装置的线路电阻为1.15欧，传输功率为170kw。当功率因子从0.667提高至0.98时，线路的电流从14.72A下降到10.02A。计算可得，线路的每年电量损耗将从6565kwh下降至3041kwh。这确实是一大笔的节约。并且，这里没有考虑变压器的损耗以及部分低压线路损耗的补偿所带来的效益。以上仅仅是无功动态补偿减低损耗角度计算得到的损耗减少值。如果再将降低输电配电网损耗以及节约建设投资等方面的因素，无功动态补偿对经济效益的影响将会更加可观。

4结论

综上所述，有效的无功动态补偿方法可以对10kv及以下配电网有着明显的优化作用，并且产生可观的经济效益。当然，与此同时，还有一些问题亟待解决。具体确定补偿容量以及位置时，并没有进行优化，这就不能充分体现配电网损最小、年运行维护费用最低以及支出费用最小，这三个最小的统一。因而，如何能够进一步实现“三个最小”是一个迫切需要解决的问题。本文通过从推行配电网络无功动态补偿的意义入手，讨论了配电网络无功动态补偿实现的技术方法。进而，在此基础上，列举实例详述补偿方案的确定以及实施无功动态补偿对经济效益的影响，具有一定的参考价值。

参考文献：

动态无功补偿范文篇2

孙香荣叶重荣车军辉刘琼

合容电气股份有限公司陕西西安710200

摘要：描述了静止型无功补偿器的基本原理，对其系统组成及相互作用进行了阐述。

关键词：组成基本原理控制保护系统

随着电力系统的不断发展和用电负荷的不断增长，电力系统中的非线性负荷越来越多，尤其是大型电弧炉、大型风机、重型提升设备、电力机车等不断接入电网对电网电压、功率因数、电网谐波等关系电能质量方面的指标产生负面的影响，从而使电力系统中的电能质量问题日益突出。

静止型无功补偿器广泛应用于电压调整、改善电压水平、减少电压波动、改善功率因数、抑制电压闪变、平衡不对称负荷，配套使用的滤波器能吸收谐波，减少谐波干扰。

1、静止型动态无功补偿器（SVC）基本原理

FC+TCR型静止型动态无功补偿器（SVC）主要由三部分构成：FC滤波器、TCR晶闸管控制电抗器和控制保护系统。FC滤波器用于提供容性无功功率补偿及谐波滤波，TCR晶闸管控制电抗器用于平衡系统中由于负载的波动所产生的感性无功功率。通过调节晶闸管触发角的大小，控制流过电抗器的电流达到控制无功功率的目的。高压动态无功补偿SVC装置根据负荷无功功率的变化情况，改变电抗器的无功功率（感性无功功率）。即不管负载的无功功率如何变化，总要使二者之和为常数，这个常数等于电容器组发出的容性无功功率的数值，使取自电网的无功功率为常数或为0，即：等于常数（或为0）。最终使得电网的功率因数保持在设定值，电压几乎不波动，从而达到无功补偿的目的，以抑制负载波动所造成的系统电压波动和闪变。

2、静止型动态无功补偿器（SVC）系统组成

2.1静止型高压动态无功补偿器（SVC）高压晶体管阀装置：接受来自控制系统的信号，改变晶闸管触发角的大小，产生相应的无功补偿电流。先进的阀体压制技术、卧式安装结构紧凑、运行可靠维护工作量少。

2.2静止型高压动态无功补偿器（SVC）全数字智能控制系统：实时计算电网无功，控制晶闸管触发角的大小，进而控制补偿无功功率的大小。采用高速数字信号处理器DSP的控制系统，可靠性高、实用性强。

2.3静止型高压动态无功补偿器（SVC）电容器及滤波装置：向系统提供容性无功，并抑制流经系统的谐波，提高功率因数。电力电容器为组架式安装，自然冷却。滤波电抗器为空芯干式，自然冷却。

2.4静止型高压动态无功补偿器（SVC）补偿电抗器：提供系统所需要的感性无功功率，稳定负载冲击所产生的电压波动。空芯干式，上下双线圈，自然冷却。

2.5采用密闭纯水循环冷却系统，PLC控制压力、湿度、温度等。

3、静止型动态无功补偿器（SVC）控制保护系统：

3.1同步单元

3.1.1同步单元用于产生调节单元精确触发TCR晶闸管阀组所需的同步脉冲。

3.1.2同步单元测量TCR晶闸管阀组两端的电压，并经过滤波电路和比较电路得到精确的同步信号。

3.2调节单元

3.2.1执行预先设定好的控制策略，计算TCR晶闸管阀组的触发角度。

3.2.2执行SVC的顺序控制，完成TCR及滤波器设备的投入或退出。完成对TCR的保护，确保TCR的安全运行。

3.2.3监控单元

监控单元包括主监控单元和辅助保护两部分。

主监控单元是整个TCR装置的核心，其主要功能是：

通过CAN总线巡检调节运算单元，就地控制单元及站控单元，监视其工作情况；

通过RS485总线与六个阀检测单元通讯，巡检阀状态，并监视阀检测单元的工作情况；

执行其它装置内部监控；

采集SVC各支路开关状态，并根据开关状态判断跳合闸逻辑、联跳逻辑、合闸闭锁逻辑等。各支路开关状态通过CAN总线发往就地工作站和站控，并以之作为各种命令是否有效的判断依据；

采集TCR电流与SVC的母线电压，实现TCR之路过压、欠压、过载、过流、电流速断保护；

辅助保护作为主监控的保护后备，执行以下功能：

监视主监控CPU的状态，当主监控CPU停止工作时闭锁TCR主回路；

监视SVC母线同步电压，当该电压异常时闭锁TCR主回路；

监视监控机箱电源，当该电压低于正常时退出TCR装置；

反应紧急退出按键，发出紧急时退出TCR装置命令。

3.2.4阀基电子单元（VBE）

接收调节单元输出的触发信号（对应晶闸管触发相位）编码成触发脉冲信号输出至TE板；

接收TE板的回报脉冲信号，并读取其中包含的

BOD和阀状态信息，以实时监测BOD动作情况和晶闸管元件的状态；

BOD频繁动作保护功能和阀故障保护功能；

向调节单元上报阀组的BOD和阀状态信息；

3.2.5通讯管理单元

3.2.6TCR支路保护装置

3.2.7滤波器支路保护装置

4、静止型动态无功补偿器（SVC）系统优点

4.1采用光电触发方式、高电位板高压取能、晶闸管BOD保护，系统抗干扰能力强，保护可靠。

4.2可针对用户的需要，设计采用不同冷却手段的阀体。

4.3晶闸管阀组采用卧式设计、设备紧凑、运行可靠、维护工作量少。

4.4监控系统采用一体化工作站，提供友好人机界面。

4.5控制方式灵活，可实现三相同时控制、分相控制及三相平衡化等多种控制方式。

4.6多功能自动化接口，具备远方操作和自动化系统接口功能，可以实现无人值守。

4.7模块化设计，对几兆至几百兆装置均可提供一体化的构造方式。

参考文献：

[1]《静止无功功率补偿技术》粟时平，中国电力出版社，2006年。

动态无功补偿范文篇3

关键词：电网无功补偿技术问题

中图分类号：TE928文献标识码：A文章编号：1672-3791（2012）08（b）-0130-01

1电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[1]。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。

2电网动态无功补偿技术发展状况

电网动态无功补偿技术从带旋转的机械方式到目前的电力电子元件的应用，其发展历程可以分为以下几个阶段：（1）同步调相机，这个阶段的无功补偿技术呈现的特点主要是噪声大、响应速度慢、、技术陈旧、能量损耗大等特点；（2）开关投切电容器，这个阶段的动态无功补偿技术补偿方式响应速度慢并且连续可控制性相对比较差；（3）晶闸管投切电容器和晶闸管控制电容器装置，在这个阶段中装置主要采用晶闸管串联控制技术，不仅损耗下、速度快、而且控制灵活、是一种实用性强，并且相对成熟的技术；（4）静止无功发生器，这个阶段主要采用可关断器件串联技术，这种技术速度快、占地面积小、控制灵活方便，这种技术是目前比较先进的一种技术。现在在世界范围内采用的无功补偿装置主要是晶闸管无功补偿设备，这种装置主要有三种类型：一种是晶闸管控制电抗器（ThyristorControlReactor，TCR）；一种是具有饱和电抗器的无功补偿装置（SaturatedReactor，SR）；另一种是晶闸管投切电容器装置（ThyristorswitchCapacitor，TSC）。

其中TCR型动态补偿装置主要有一下特点：（1）可以根据电网负荷的情况进行分相调节，并且能够实现从0到1最大功率的连续调节[2]；（2）电路相对比较简单，操作以及维护方便，但是相对存在一些缺点，比如在运行的过程中会产生一些谐波，占地面积大设备投资大等缺点。

TSC型动态补偿方式主要有以下特点：（1）设备投资小，如果与TCR相比能够节省25%；（2）结构紧凑，在设计的过程中能够设计为柜体的形式，并且占地面积小；（3）运行能耗小，电容器自身是没有过度过程投切，不会产生谐波的现象，设计合理的谐波还能够吸收谐波。

随着电力电子技术的发展，随着科学技术的研究和发展，静止型无功补偿装置的出现能够进一步实现动态无功补偿的目的。静止型无功补偿装置主要采用换向变流电路的静止无功发生器技术（StaticVarGenerator，SVG）。与传统的TCR装置相比，SVG技术的运行范围更加广泛、调节速度更快，并且在多重化、PWM技术以及多电平等措施中不仅能够极大地减少补偿电流中谐波的含量，而且还能够极大的缩小装置的投资成本以及体积，但是其价格却比普通的晶闸管高很多，并且这种技术应用于小型的储能元件水平进一步提高。

3电网动态无功补偿技术的应用

由于国外的SVC技术价格高并且维系以及售后服务不及时，备用件的价格昂贵等存在很多的不利的因素。针对这种状况我国在20世纪80年代开始着重研究SVC技术，在2001年我国推出一项TCR型的SVC技术，这种技术主要采用综合自动化、光电触发以及封闭式纯水冷却和全数字化控制等先进的技术，在电网以及变电站的无功电压控制中以及工业用户中得到成功应用。这种技术的应用不仅有效改善电网电能的质量，保证电网运行的安全性以及稳定性，而且对节能降耗和可靠生产具有重要的作用和价值。

随着电网动态无功补偿技术研究和发展，在2004年TCR型SVC工程投入运行，不仅实现SVC国产化，而且SVC容量调节范围能够达到-53～100Mvar，可以直接应用于35KV的电压等级系统中。从而实现我国输电领域中大容量、高技术水平和高电压的SVC装置在电网中应用。TCR型SVC关键技术主要包括：SVC联网技术，综合自动化技术、电网集成技术以及多位处理器协调控制技术、晶闸管阀电气和结构工艺设计技术，半导体器件的冷却技术等主要技术。TCR型SVC技术在电网中应用具有以下特点：（1）控制系统主要采用DSP的全数字化控制器，动态响应的速度快，时间段，并且编程功能强、控制精度高等优点；（2）控制灵活方便能够实现分相控制、三相控制以及三相平衡化等控制方式[3]；（3）具有远方操作，多功能自动化接口以及自动化系统接口功能，而且能够实现无人值班；（4）晶闸管阀体主要采用卧式的晶闸管阀组，运行安全可靠、并且设备紧凑，维护工作量少等特点。

4结语

随着科学技术的发展电网动态无功技术的研究和发展，在电网系统中采用SVC技术不仅能够给解决电压崩溃和电压稳定的问题，而且对保证电网的安全性、稳定性具有重要的意义和价值。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。对电提高用电效率和输电能力具有重要的作用和价值。

参考文献

[1]任丕德，刘发友，周胜军.动态无功补偿技术的应用现状[J].电网技术，2004，28（23）：82-83.