【無功補償技術的應用探究10000字（論文）】

PAGEIII無功補償技術的應用研究內容摘要對配電網進行無功補償是配電網安全經濟運行的重要條件，關系到用戶是否能夠得到安全、優(yōu)質的電能。目前使用的補償裝置大多采用固定電容器補償或者分組投切電容器補償，響應速度有限并目補償容量有跳變，難以滿足無功功率快速準確補償?shù)囊?。合理的無功補償可以改善供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，抑制電壓跌落和系統(tǒng)的過電壓，提高電網的功率因數(shù)。根據一定的配置原則和優(yōu)化原則對無功功率補償?shù)姆绞胶腿萘窟M行優(yōu)化配置，能夠有效降低系統(tǒng)損耗，提高配電網的電能質量。本文介紹了無功補償?shù)哪康暮鸵饬x，闡述了國內外無功補償?shù)默F(xiàn)狀與發(fā)展趨勢。本文分析了無功補償原理及補償接線方式，文章通過對各種無功補償方式的比較，分析了各種無功補償技術的原理、優(yōu)缺點，并對無功補償?shù)木唧w方法和內容進行了研究分析，為此提出補償點與測量點分離的無功補償設備的無功優(yōu)化規(guī)劃算法。目錄內容摘要 I目錄 III1緒論 11.1研究背景 11.2研究意義 11.3國內外無功補償技術研究現(xiàn)狀 12無功補償?shù)脑砑白饔?32.1無功補償基本原理 32.2無功補償?shù)淖饔?32.2.1減少電力系統(tǒng)的無功缺額 32.2.2提高設備容量的利用率 42.3影響無功優(yōu)化的因素 42.3.1有載調壓變壓器抽頭調節(jié)次數(shù)的影響 42.3.2電壓水平的影響 42.3.3負荷狀態(tài)水平的影響 52.3.4電容器投切次數(shù)的影響 53靜止無功補償裝置及電容器的選擇研究 63.1靜止無功補償裝置的介紹 63.1.1具有飽和電抗器的無功補償裝置(SR) 63.1.2晶閘管控制電抗器(TCR) 63.1.3晶閘管投切電容器(TSC) 63.1.4靜止無功發(fā)生器(SVG) 73.2無功補償電容器的選擇 83.2.1無功補償方式及容量確定 83.2.2無功補償容量和補償位置優(yōu)化方法 83.2.3無功功率補償電容器的有關研究 94高壓配電網無功補償方案分析及優(yōu)化 114.1不同安裝地點無功補償效果的分析比較 114.1.1變電站高壓集中補償 114.1.2線路分布補償 114.1.3變壓器低壓母線補償 114.1.4低壓終端分散補償 114.2無功補償設備類型及控制量的合理選擇 124.3系統(tǒng)無功優(yōu)化配置目標的實現(xiàn)方案 124.4補償電容器分組方法 134.5實例應用效果分析 135總結 14參考文獻 15PAGE161緒論1.1研究背景作為電力系統(tǒng)輸配電網絡的最末端，配電網直接與用電設備相連接，是電力系統(tǒng)與電力用戶連接的重要環(huán)節(jié)，配電網的安全、經濟運行會直接影響到用戶。當無功電源輸出的無功功率大于無功負荷及網絡中損耗時，負荷側的電壓就偏高；當無功電源發(fā)出的無功功率小于無功負荷及網絡中的損耗時，負荷側的電壓就偏低。當電壓過高時，將可能造成各種電氣設備絕緣受到損害，用電設備受命大大縮短；當電壓過低時，將使網絡中的功率損耗和能量損耗加大，加速電氣設備的絕緣老化，嚴重時甚至可能燒毀電氣設備，電壓過低還可能危及電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。長期以來，電力部門只是重視用功調度分配問題，對無功功率平衡沒有給予足夠的重視，忽視了無功功率補償技術和無功優(yōu)化配置的研究。但是，長期以來我國大部分配電網運行在自然功率因數(shù)以下。無功容量不足且響應緩慢是我國配網中長期存在的問題，每年都會造成巨大的損耗。無功補償對于配電網的安全經濟運行至關重要，配電網直接和負載相連接，配電網線路和負載所消耗的無功功率必須得到平衡，否則會影響電壓運行水平[1]。平衡這些所需的無功功率如果都由發(fā)電機提供，并經過長距離輸送將對電力系統(tǒng)產生許多不利的影響，如增加系統(tǒng)容量、增加線路損耗、降低電能輸送效率、破壞供電系統(tǒng)穩(wěn)定性、影響配電設備的安全運行等。為此，有效的手段是進行就地補償，即在產生無功功率負載上加裝無功功率補償裝置，從而達到最佳的補償效果。1.2研究意義隨著電力系統(tǒng)的自動化、智能化快速發(fā)展和世界各國對用電質量要求的提高，利用無功功率補償技術，保證系統(tǒng)無功功率平衡，改善運行系統(tǒng)功率因數(shù)，提高系統(tǒng)供電質量，讓用戶使用優(yōu)質穩(wěn)定的電力能源，已成為世界各國電力人員的共識。目前，我國配電網的諧波抑制及無功補償技術已經非常成熟，但由于受電力電子元件耐壓和容量的限制，國內外在高壓系統(tǒng)中進行集中的諧波抑制以及無功補償仍有一定難度。對配電網進行無功補償是配電網安全經濟運行的重要條件，關系到用戶是否能夠得到安全、優(yōu)質的電能。配電網無功補償能夠有效改善電能質量、降低線路損耗從而提高線路的輸電效率、提高線路的輸電能力，而且還能有效提高發(fā)電機和變壓器的出力。所以，對配電網無功補償技術的研究對配電網的安全運行和提高電網經濟效益都具有重要的意義。1.3國內外無功補償技術研究現(xiàn)狀國外的配電自動化技術發(fā)展迅速，尤其是美國、日本、英國、德國等發(fā)達國家，配電自動化程度很高，在配電網無功補償方面都走在了前列[2]。相比于國外，尤其是發(fā)達國家的配電網絡，我國的配電網發(fā)展相對落后，尤其是位于農村地區(qū)的配電網絡，長期面臨著設備老化、線路網架薄弱等問題。配電網輸電線路長，分支結構復雜且負荷點分散，用電負荷受季節(jié)影響變化明顯，使得配電網面臨的問題更加復雜化。日本的配電網無功配置不同于美國，日本主張負載的無功消耗主要利用“就地補償”來解決，使配電網線路基本不傳送無功功率，“就地補償”也采用自動化裝置來實現(xiàn)并聯(lián)電容器組的自動投切，自動化程度很高，能達到85.4%的自動投切率。八十年代以來，隨著微機技術的發(fā)展，出現(xiàn)了以8051單片機為核心的無功補償裝置；為了達到實時采集的目的，隨之又出現(xiàn)了以DSP為核心的電腦型智能化產品，可以獲得優(yōu)良的調節(jié)性能和設定某些獨特的環(huán)節(jié)[3]，使控制器更趨于完善。20世紀80年代屬于以引進為主，自主研發(fā)為輔的嘗試階段。這個時期國產的靜止無功補償裝置技術水平普遍較低，主要表現(xiàn)在:電壓等級較低，設備容量較小。隨著技術的發(fā)展，到2004年，國產TCR型SVC第一次成功地應用于220kV樞紐變電站中，標志著國內靜止無功補償技術已實現(xiàn)國產化[4]。從國內目前的使用情況來看，被廣泛使用的無功補償裝置是晶閘管控制機械開關進行投切電容器組類型的靜止無功補償器SVC[5]。隨著電網建設的快速發(fā)展，LTT的優(yōu)越性越來越體現(xiàn)出來，研發(fā)自主知識產權的LTT，形成競爭力強的自有品牌，可使得無功補償裝置成本降低、性能提升。在對響應速度要求不高的配電網系統(tǒng)中，結合成本考慮，上述靜止無功補償器的性價比顯得尤為突出。在我國電力系統(tǒng)中，35kV及其以下電壓等級的工作場合，多使用的是量產化的國產設備。但35kV以上的電壓等級工作場合中，配備無功補償裝置時仍以ABB、西門子等跨國公司的產品為主。2無功補償?shù)脑砑白饔?.1無功補償基本原理在電力系統(tǒng)中，所謂無功補償，就是將容性阻抗特性的裝置和具有感性阻抗特性的裝置通過串聯(lián)或者并聯(lián)的方式連接到電力系統(tǒng)中。電力線路在傳輸電能的過程中也要消耗一定數(shù)量的無功功率，l0kV的配電線路的無功消耗主要是由線路串聯(lián)電抗引起的，所消耗的無功功率與線路流過電流的平方成正比。把具有容性負荷的裝置與感性負荷并聯(lián)接在同一電路中，當容性負荷釋放能量時，感性負荷吸收能量；感性負荷釋放能量時，容性負荷吸收能量，能量在兩種負荷之間相互交換[6]。無功功率補償?shù)脑砜捎脠D2.1來解釋。圖2.1無功功率補償原理圖圖2.1中，Q為感性負荷從電源吸收的無功功率，Qc為無功功率補償裝置的補償無功功率，電源輸出的無功功率減少為：Q'=Q-Qc，，，其中，cosφ為功率因數(shù)，即有功功率和視在功率的比值，其大小代表著電源被利用的程度。它的最大值為1，這時P=S，電源利用率最高；最小值為0，這時P=0，表示負載和電源之間只有往返的無功功率交換。相同電壓條件下發(fā)送一定的功率，功率因數(shù)越大，線路中的電流越小，線路中的損耗也越小。因此，在電力系統(tǒng)中力求功率因數(shù)接近于1。2.2無功補償?shù)淖饔?.2.1減少電力系統(tǒng)的無功缺額由于電網架構、電網發(fā)展和經濟發(fā)展等的不平衡，導致了某些區(qū)域電網無功功率的不足。穩(wěn)定發(fā)電機等發(fā)電設備端電壓，保證電力系統(tǒng)的運行電壓穩(wěn)定，提高供電質量。無功功率不平衡，將導致系統(tǒng)電壓的巨大波動，嚴重時會導致用電設備的損壞，出現(xiàn)系統(tǒng)電壓崩潰事故。因此，必須對系統(tǒng)的無功功率進行補償。進行長距離輸電時，應選擇合適的補償?shù)攸c，配備相應容量的動態(tài)無功補償裝置進行就地無功補償，改善電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)輸電能力。2.2.2提高設備容量的利用率提高供電系統(tǒng)功率因數(shù)，降低設備容量，減少設備自身有功功率損耗，提高用電設備使用效率，延長用電設備使用壽命。無功功率補償作為電力系統(tǒng)電壓調整的重要手段，已經被很多國家列入重點研究與應用的國家性電力投資規(guī)劃中，儼然已成為當今電力系統(tǒng)中一個不可或缺的重要環(huán)節(jié)。對電力系統(tǒng)中最常用的變壓器、電動機此類設備而言，設備正常工作時，其視在功率是恒定不變的，改變功率因數(shù)就可以改變設備的有功出力情況，從而滿足在負荷增加時，設備仍可提供足夠的有功出力。通常我們使用無功功率補償來改變設備無功出力，從而達到提高設備功率因數(shù)的目的。2.3影響無功優(yōu)化的因素2.3.1有載調壓變壓器抽頭調節(jié)次數(shù)的影響電網無功優(yōu)化控制的另一措施是通過改變有載調壓變壓器的變比，調節(jié)系統(tǒng)中節(jié)點的電壓，來控制無功潮流，優(yōu)化電網的運行方式。但是這要受到電網中的有載調壓變壓器抽頭的位置以及調節(jié)次數(shù)的限制，因為在調節(jié)過中，有載調壓變壓器變比的頻繁變動，不僅會嚴重影響變壓器本身的使用壽命甚至直接引起設備損壞，而且會嚴重影響電網的電壓穩(wěn)定，影響系統(tǒng)的正常運行，因此在實際操作過程中要求盡量減少有載調壓變壓器抽頭位置的變動。2.3.2電壓水平的影響進行無功優(yōu)化控制的前提是保證電壓水平正常，圖3-1是無功功率的靜態(tài)電壓特性。圖中和對應著兩種電壓水平Qc1和Qc2分別為和對應的無功功率需要供給量EQL+△Q∑表示電網的無功負荷和無功損耗[7]。從圖2.2可以看出，要維持一定的電壓水平，必然要求無功功率達到相應的無功平衡，無功平衡是保證電壓質量的基本條件。當電網中某節(jié)點的電壓要求較高時，在無功功率不足的情況下，要維持較高的電壓水平是不可能的，這時就必須投入電容器進行無功補償，來提高節(jié)點的電壓水平；當電網中某節(jié)點的電壓要求較低時，將不能充分利用可投切的電容器，不利于電網的穩(wěn)定與經濟運行。因此對不同的電壓水平會有不同的電容器投切方案。圖2.2電壓水平與無功平衡的關系2.3.3負荷狀態(tài)水平的影響在地區(qū)電網實際運行中，電網總的負荷水平是地區(qū)電網中千萬個用電設備消耗的功率總和，在不同時刻，電網中的總負荷水平是不一樣的：在高峰負荷狀態(tài)下，電網對無功功率的需求大，使得電網的無功功率得到合理控制；這樣必然導致在不同負荷水平狀態(tài)下，地區(qū)電網無功優(yōu)化控制策略的不同，即可投切電容器的位置和容量不同，因此在地區(qū)電網無功優(yōu)化控制中，根據不同負荷狀態(tài)水平和分布情況，選擇不同的電容器組投切方案，是優(yōu)化地區(qū)電網運行的重要手段，負荷狀態(tài)水平對電容器投切起著至關重要的作用。2.3.4電容器投切次數(shù)的影響地區(qū)電網無功優(yōu)化控制的主要措施是通過調節(jié)電網中已有電容器組的無功功率，對電網中的無功潮流進行合理的調度，使電網的運行方式得到優(yōu)化，但是這要受到電網中的電容器組本身條件、電容器組所在位置以及容量的限制，因為在地區(qū)電網的無功調度過程中，有些電容器由于頻繁投切，可能會造成開關或電容器等設備經常性損壞，嚴重影響了控制設備的使用壽命，因此在實際運行中要求盡量減少電容器組的調節(jié)次數(shù)。由于電容器投切次數(shù)限制以及可投切電容器的位置的影響，會影響無功優(yōu)化控制的結果，地區(qū)電網優(yōu)化控制的策略也隨之不同。無功補償技術的應用研究3靜止無功補償裝置及電容器的選擇研究3.1靜止無功補償裝置的介紹3.1.1具有飽和電抗器的無功補償裝置(SR)飽和電抗器分為自飽和電抗器和可控飽和電抗器兩種[8]，相應的無功補償裝置也就分為兩種。具有自飽和電抗器的無功補償裝置是依靠電抗器自身固有的能力來穩(wěn)定電壓，它利用鐵心的飽和特性來控制發(fā)出或吸收無功功率的大小。可控飽和電抗器通過改變控制繞組中的工作電流來控制鐵心的飽和程度，從而改變工作繞組的感抗，進一步控制無功電流的大小。這類裝置組成的靜止無功補償裝置屬于第一批靜止補償器。另外這種裝置還有振動和噪聲，而且調整時間長，動態(tài)補償速度慢，由于具有這些缺點，所有飽和電抗器的靜止無功補償器目前應用的比較少，一般只在超高壓輸電線路才有使用。3.1.2晶閘管控制電抗器(TCR)兩個反并聯(lián)的晶閘管與一個電抗器相串聯(lián)，其單相原理圖如圖3.1所示。根據觸發(fā)角與補償器等效導納之間的關系式:BL=BLmax(δ-sinδ)/π和BLmax=1/XL[9]。由于固定電容器的TCR+FC型補償裝置在補償范圍從感性范圍延伸到容性范圍時要求電抗器的容量大于電容器的容量，另外當補償器工作在吸收較小的無功電流時，其電抗器和電容器都已吸收了很大的無功電流，只是相互抵消而已。圖3.1TCR補償器原理圖在工程實際中，可以將降壓變壓器設計成具有很大漏抗的電抗變壓器，用可控硅控制電抗變壓器，這樣就不需要單獨接入一個變壓器，也可以不裝設斷路器。。TSC+MSC型補償器通過采用分組投切電容器[10]，在某種程度上克服了這種缺點，但應盡量避免斷路器頻繁的投入與切除，減小斷路器的工況。3.1.3晶閘管投切電容器(TSC)為了解決電容器組頻繁投切的問題，TSC裝置應運而生。其單相原理圖如圖3.2所示。圖3.2TSC型補償器原理圖兩個反并聯(lián)的晶閘管只是將電容器并入電網或從電網中斷開，串聯(lián)的小電抗器用于抑制電容器投入電網運行時可能產生的沖擊電流。為了對無功電流能盡量做到無級調節(jié)，總是希望電容器級數(shù)越多越好，但考慮到系統(tǒng)的復雜性及經濟性，一般用K-1個電容值為C的電容和電容值為C/2的電容組成2K級的電容組數(shù)[11]。這種補償裝置為了保證更好的投切電容器，必須對電容器預先充電，充電結束之后再投入電容器。TSC補償器可以很好的補償系統(tǒng)所需的無功功率，如果級數(shù)分得足夠細化，基本上可以實現(xiàn)無級調節(jié)。3.1.4靜止無功發(fā)生器(SVG)隨著電力電子技術的進一步發(fā)展，SVG通過將自換相橋式電路直接并聯(lián)到電網上或者通過電抗器并聯(lián)到電網上。SVG根據直流側采用電容和電感兩種不同的儲能元件，可以分為電壓型和電流型兩種，如圖3.3所示。圖3.3電壓型SVG補償器原理圖圖3.3所示的原理圖為電壓型補償器，如果將直流側的電容器用電抗器代替，交流側的串聯(lián)電感用并聯(lián)電容代替，則為電流型的SVG[12]。SVG通過采用橋式電路的多重化技術，多電平技術或PWM技術進行處理，以消除較低次的諧波，并使較高的諧波限制在一定范圍內，由于SVG不需儲能元件來達到與系統(tǒng)交換無功的目的，正是由于這些優(yōu)點，SVG在改善系統(tǒng)電壓質量，提高穩(wěn)定性方面具有SVC無法比擬的優(yōu)點，電子有源濾波器也日益得到完善，由于電力有源濾波器在濾除諧波的時候與電力系統(tǒng)不發(fā)生諧振，因此目前不少電力系統(tǒng)工作者致力于將電力有源濾波與SVG相結合的研究，以消除傳統(tǒng)的SVG設備中并聯(lián)無源濾波器的所產生的諧振問題。3.2無功補償電容器的選擇3.2.1無功補償方式及容量確定無功補償最好的方式是就地補償，使整個系統(tǒng)沒有無功電流的流動。在實際電網當中這是不可能做到的，因為無論是變壓器、輸電線路還是各種負載，都需要無功。所以在實際低壓配電網中就補償電容器安裝的位置不同，無功補償?shù)姆绞娇梢苑譃槿N：集中補償、分散補償(分組補償)和就地補償(單機補償)[13]。三種方式如圖3.4所示。圖3.4低壓無功補償裝設方式集中補償方式是將電容器裝設在變電站（配電室）的低壓母線上，如圖3.4中C1所示。低壓集中補償方式適用于線路末端負荷波動幅度不大、負荷容量較大且基荷所占比重較大、地點集中的場合。分組補償方式是將電容器組按低壓配電網的無功負荷分布分組裝設在相應的母線上，或者直接與低壓干線相連接，形成低壓電網內部的多組分散補償方式，如圖3.1中C2所示。比較適用于用電負荷點較多(比如多個車間)，而且距離較遠時。就地補償方式是指將電容器組直接裝設在用電設備旁邊，就地補償用電設備(主要是電動機)所消耗的無功功率，如圖3.4中C3所示。電容器組隨電動機同時投入或退出運行，使電動機消耗的無功功率部分得到就地補償，從而使裝設點以上線路輸送的無功功率減少，能獲得明顯的降損效益。3.2.2無功補償容量和補償位置優(yōu)化方法當網絡總無功容量確定之后，如何將補償容量合理的分配至各個補償點以使網絡的損耗最小、運行費用最小，獲得最佳的補償效益，這是一個非常重要的問題。以下將分析比較三種補償容量確定方法。（1）按線損最少確定補償容量無功補償?shù)闹匾康闹皇菧p少損耗，因此，從線損最少的角度來確定補償容量，是應首先考慮的問題。它能保證的只是線損最小，但如果考慮安裝補償電容器的費用，就不一定是最經濟的。（2）按年運行費用最少確定補償容量在無功負荷沿線均勻分布的條件下，對單點補償而言，補償?shù)攸c應裝設在距線路首端為線路全長的2/3處，補償容量為全線所需無功容量的2/3時，線損下降的值將為最大。（3）按年支出費用最少確定補償容量所謂的年支出費用是指同時考慮年運行費用和總投資的回收情況的效益指標。這種方法的補償量和投資最小。3.2.3無功功率補償電容器的有關研究三角形接線對應于三相共補的方式。如圖3.5所示。傳統(tǒng)的低壓補償大都是采用三相共補的方式，根據控制器統(tǒng)一采樣，各相投入相同的補償容量。這種補償方式適用于三相負載基本平衡、各相負載的功率因數(shù)相近的網絡。圖3.5并聯(lián)電容器的△接線方式星形接線對應于三相分補方式。如圖3.6所示。三相分補方式就是各相分別取樣，按照需要分別投入不同的補償容量[14]。此種方法適用于各相負載相差較大，其功率因數(shù)值也有較大差別的場合。與三相共補不同的是：控制器分相進行工作，互不影響。當然，其價格高于三相共補的裝置，一般要貴20-30%。圖3.6并聯(lián)電容器的Y接線方式三角形和星形相結合接線對應于三相共補與三相分補相結合的方式。如圖3.7所示。三相共補部分的電容器為△接線，三相分補部分的電容器為Y接線。采用此種接線方式的補償裝置，運行方式機動靈活。圖3.8并聯(lián)電容器的△-Y接線方式以上方式各有優(yōu)劣，本文采用第二種方式作為研究方案。4高壓配電網無功補償方案分析及優(yōu)化4.1不同安裝地點無功補償效果的分析比較4.1.1變電站高壓集中補償35kV變電站，主變二臺，1#變容量為5000kVA，I0%=0.4，UK%=7.83%，35kV側額定電82A，2#主變容量為3150kV，I0%=0.48，UK%=7.83%，35kV側電流為52A，兩臺主變分裂運行，35kV線路長度為7.5km，假設負荷率為100%，確定每段母線的補償容量。典型接線方案見圖4.1(a)。其主要目的是改善輸電網的功率因素、提高終端變電所的電壓和補償主變壓器的無功損耗，但這種方案對配電網的降損作用很小。鑒于目前S7系列節(jié)能變壓器的國家標準和小型化變電站密布點短半徑的原則，一般35kV線路不會太長，加之35kV線路的無功損耗占的比重較小，即使線路長一些對整組電容器的容量影響也不會太大，一般35kV變電站的補償容量確定為主變容量的7%～10%為宜。4.1.2線路分布補償為了抑制5次及5次以上諧波電壓的放大,且限制電容器合閘涌流，防止諧波對電容器造成危害，避免電容器裝置的接入對電網諧波的過度放大，保證設備的安全運行，在并聯(lián)電容器中串聯(lián)電抗率為4.5%的電抗器。是在配電線路上安裝并聯(lián)電容器，實現(xiàn)無功就地補償，具有投資省、見效快、降損顯著的優(yōu)點，而且安裝簡單，維護工作量小，事故率低，特別適用于線路較長、負荷供電點多的配電線路上，在世界發(fā)達國家中得到廣泛的應用。缺點是因其負荷經常波動，故主要是考慮補償無功基荷部分；又因該補償方式是長期固定補償，其適應能力較差。4.1.3變壓器低壓母線補償?shù)湫徒泳€方案見圖4.1(b)。它是在配電變壓器380V(400V)側進行集中補償，其主要目的是提高專用變壓器用戶的功率因數(shù)，實現(xiàn)無功就地平衡。這種方案對用戶的降損作用同樣很小。4.1.4低壓終端分散補償?shù)湫徒泳€方案見圖4.1(c)。它是在用戶設備所在的位置就地補償，這種方式較前三種方式能大大的減少線損、改善電壓質量、提高系統(tǒng)供電能力。缺點是投資大，分散以后每個設備都單獨補償，加大了補償設備的總容量，設備利用率不高。適合于設備比較集中，單臺無功較大且年運行小時數(shù)高的用電設備。圖4.1(a)高壓集中補償，(b)低壓母線補償，(c)低壓終端分散補償4.2無功補償設備類型及控制量的合理選擇常用的并聯(lián)電容器補償裝置由于電容的切投是分級進行的，故產生的補償電流也是階躍式的，無法使電網無功功率得到恰當?shù)难a償；而新型的TSC+TCR型補償設備等能夠實現(xiàn)無功功率的連續(xù)補償，且響應速度快，故補償效果好，但因控制復雜且價格昂貴，使用范圍受到了很大的限制。綜上所述，無功補償?shù)南到y(tǒng)規(guī)劃設計和補償設備類型及控制量的合理選擇是無功補償優(yōu)化配置的關鍵。補償裝置的合理配置，不僅能有效的提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，改善系統(tǒng)的電壓質量，還能提高發(fā)、變電設備的利用率，降低網損，經濟效益和社會效益極其可觀。4.3系統(tǒng)無功優(yōu)化配置目標的實現(xiàn)方案通過對無功補償在降低電能損耗，提高經濟效益方面的分析和宣傳，可引導廣大電力用戶主動。積極的進行就地補償，從而實現(xiàn)電網的安全、穩(wěn)定和經濟運行。考慮采用分段自動補償?shù)姆绞?。具體配置方案如下:（1）采用分段配置補償裝置，盡可能做到近距離的補償，避免無功功率流經線路而造成線損。段數(shù)劃分一般可選2-4段，主要是考慮線路的長短及負荷的分布。如線路大于800米且負荷分布均勻，可采用多段，否則采用少段；以負荷為考慮的重點。（2）對于線路末端電壓較低的線路，可采用電壓控制補償方式。以電壓作為控制物理量，當末端電壓低于規(guī)定值時，可逐級投入電容，以電壓值為參考點，從而滿足了末端用電器的基本需求。如一旦出現(xiàn)投入電容大于所需量時，則由前級的補償裝置進行調節(jié)，對整個線路而言，可使其平衡。（3）在變壓器出口端和中段，可以采用功率因數(shù)、無功電流綜合物理量自動控制投切的補償方式，并具有過電壓控制保護功能。以無功電流作為控制物理量，可及時與所配置的每組電容量相比較，所以更能準確投入，使其達到理想補償效果。如適當調整過電壓保護值，可避免在變壓器出口及中段產生過高電壓。4.4補償電容器分組方法由于TSC補償設備輸出不能連續(xù)調節(jié)，電容器分組對補償效果構成明顯影響。為了延長電容器壽命，各組電容器投切頻率應盡可能降低，且各組投切次數(shù)應基本相當。同時，為了達到較高補償度，避免過補償，分組容量應盡可能的小。本裝置采用二進制編碼與等容分組方式相結合的混合編碼方式：對前幾級小容量電容采用二進制編碼，后級大容量電容采用等容編碼。這樣，在保證裝置總補償容量的前提下，既確保了投切精度，又實現(xiàn)了電容的循環(huán)投切。例如，若確定無功補償裝置電容補償總容量為350kvar，最小補償精度為10kvar，取最小電容10kvar，前三級電容采用二進制編碼，分別為10、20、40，后級電容均為40；這樣就可以由10級電容進行投切控制。4.5實例應用效果分析本例以某線路315kVA變壓器的低壓補償為例來說明，在進行方案設計時，我們通過測試到該臺變工作情況較穩(wěn)定，三相基本平衡，諧波電壓和諧波電流均未超標，可以不設濾波支路，其用電高峰期時的負荷為300kVA，無功功率為192kVar，視在電流為780A，月均用電量為130000kWh，補償前功率因數(shù)為0.7確定裝置補償容量為150kVar，共分五組，每組電容為30kVar，全部采用三相共補的方式。在變壓器用電高峰期時，補償裝置全部投入運行，此時變壓器的視在功率降為235kVA，無功功率為45kVar，功率因數(shù)為0.97，視在電流為620A，月用電量降為126400

kWh，電價按0.6元／kWh計算，月節(jié)約電費為(130000-126400)×0.6=2160元，裝置的回收期為6～7個月。5總結本文通過對各種無功補償方式的比較，主要從無功補償設備整體系統(tǒng)規(guī)劃配置及補償裝置自動投切控制方案兩個方面進行分析，提出了一些優(yōu)化配置方案意見，不僅能更好的保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，而且實現(xiàn)了節(jié)能和經濟效益的最大化。從理論上分析了無功功率對配電網電壓和有功損耗的影響機理，根據得出的影響機理，對無功補償方式的選擇和無功補償容量的計算進行了研究，并對無功補償容量和補償位置優(yōu)化方法進行了詳細研究。結合對當?shù)責o功補償裝置進行在線監(jiān)測后得到的數(shù)據，準確計算出該地區(qū)具體的無功功率分布情況，并給出合理科學的無功補償規(guī)劃分析，并對于不同地區(qū)使用的各類無功補償裝置給出較為準確的無功補償優(yōu)化方案。參考文獻沈國敏，郝服明，毛開富等.低壓電動機的靜態(tài)和動態(tài)無功功率補償.甘肅工業(yè)大學學報，2014.26(1):76~80任王德，劉發(fā)友，周勝軍.動態(tài)無功補償技術的應用現(xiàn)狀.電網技術，2014.28(23):81-83王智.靜止無功補償裝置數(shù)字控制系統(tǒng)的研究.武漢科技大學碩士學位論文，2015吳文輝，劉會金.靜止同步補償器((STATCOM)技術的研究現(xiàn)狀與發(fā)展.華東交通大學學報，2015.22(2):89-94徐益民，劉燦嶺，姜志成.STATCOM原理及控制方法研究.煤礦機械，2014.27(8):56-58程漢湘，吳春芳，鄂飛，朱約章.觸發(fā)模式變化的StatCom實驗研究.電力電子技術，2016.39(4):63-65柳春芳，陳劍光，柳山.低壓無功補償?shù)膽门c效益分析.電工技術雜志，2016(5):33-34王蓉，楊昌興，王會平.低壓并聯(lián)電容器裝置技術特點和發(fā)展趨勢.電力電容器，2015，1(2):24-28高宇英，劉乾業(yè).智能型低壓無功補償裝置若干問題的探討.電力電容器，2017(2):44-45靳龍章，丁毓山.電網無功補償實用技術.中國水利水電出版社，2017:21-24劉秀成，陳建業(yè)，等.svc平衡控制方法及其所需信號的檢測.電工電能新技術，2016，21（2）：17-21張愛楓，趙宏偉，馮裕釗.無功補償中的諧波問題分析.電力系統(tǒng)及其自動化學報，2012，14(5):