配電網(wǎng)智能無(wú)功補償技術(shù)在農村電網(wǎng)的應用

21ic智能電網(wǎng)：近年來(lái)隨著(zhù)城鄉電網(wǎng)改造的進(jìn)行，智能無(wú)功補償技術(shù)在各地低壓配電網(wǎng)的公用配變被廣泛應用，它集低壓無(wú)功補償、綜合配電監測、配電臺區的線(xiàn)損計量、電壓合格率的考核、諧波監測等多種功能于一身;同時(shí)還充分考慮了與配電自動(dòng)化系統的結合。 2007年黑龍江電力有限公司在全省城網(wǎng)改造中，配電網(wǎng)全部采用智能無(wú)功補償技術(shù)，現結合具體實(shí)際，分析智能無(wú)功補償技術(shù)在農村電網(wǎng)中的應用。

傳統的低壓無(wú)功補償設備的狀況：

1、采集單一信號，采用三相電容器，三相共補

這種補償方式適用于負荷主要是三相負載(電動(dòng)機)的場(chǎng)合，但如果當前的負載主要為居民用戶(hù)，三相負荷很可能不平衡。那么各相無(wú)功需量也不同，采用這種補償方式會(huì )在不同程度上出現過(guò)補或欠補。

2、投切開(kāi)關(guān)多采用交流接觸器

其缺點(diǎn)是響應速度較慢，在投切過(guò)程中會(huì )對電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊涌流，使用壽命短。

3、無(wú)功控制策略

控制物理量多為電壓、功率因數、無(wú)功電流，投切方式為：循環(huán)投切、編碼投切。這種策略沒(méi)有考慮電壓的平衡關(guān)系與區域的無(wú)功優(yōu)化。

4、通常不具備配電監測功能

目前應用的智能無(wú)功補償設備狀況：

1、補償方式

(1)固定補償與動(dòng)態(tài)補償相結合。隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展，負載類(lèi)型越來(lái)越復雜，電網(wǎng)對無(wú)功要求也越來(lái)越高，因此單純的固定補償已經(jīng)不能滿(mǎn)足要求，新的動(dòng)態(tài)無(wú)功補償技術(shù)能較好地適應負載變化。

(2)三相共補與分相補償相結合。新的設備尤其是大量的電力電子、照明等家居設備，都是兩相供電，電網(wǎng)中三相不平衡的情況越來(lái)越多，三相共補同投同切已無(wú)法解決三相不平衡的問(wèn)題，而全部采用單相補償則投資較大。因此根據負載情況充分考慮經(jīng)濟性的共分結合方式在新的經(jīng)濟條件下日益廣泛應用。

(3)穩態(tài)補償與快速跟蹤補償相結合。穩態(tài)補償與快速跟蹤補償相結合的補償方式是未來(lái)發(fā)展的一個(gè)趨勢。主要是針對大型的鋼鐵冶金等企業(yè)，工藝復雜、用電量大、負載變化快、波動(dòng)大，充分有效地進(jìn)行無(wú)功補償，不僅可以提高功率因數、降損節能，而且可以充分挖掘設備的工作容量，充分發(fā)揮設備能力，提高工作效率，提高產(chǎn)量和質(zhì)量，經(jīng)濟效益大。

2、采用先進(jìn)的投切開(kāi)關(guān)

目前采用的投切開(kāi)關(guān)主要有以下幾種。

(1)過(guò)零觸發(fā)固態(tài)繼電器。其特點(diǎn)是動(dòng)態(tài)響應快，在投切過(guò)程中對電網(wǎng)無(wú)沖擊、無(wú)涌流，壽命較長(cháng)，但有一定的功耗和諧波污染，目前運用比較普遍。

(2)機電一體化智能復合開(kāi)關(guān)。該開(kāi)關(guān)是由交流接觸器和固態(tài)繼電器并聯(lián)運行，綜合兩種開(kāi)關(guān)的優(yōu)點(diǎn)，既實(shí)現了快速投切，又降低了功耗。目前主要由于成本及可靠性原因應用較少。

(3)機電一體化智能型真空開(kāi)關(guān)。該開(kāi)關(guān)采用低壓真空滅弧室及永磁操作機構，可實(shí)現電容過(guò)零投切，還可適應電容器串聯(lián)電抗器回路的投切，壽命長(cháng)，可靠性高，目前正在實(shí)現商品化。

3、采用智能型無(wú)功控制策略

采集三相電壓、電流信號，跟蹤系統中無(wú)功的變化，以無(wú)功功率為控制物理量，以用戶(hù)設定的功率因數為投切參考限量，依據模糊控制理論智能選擇電容器組合，智能投切是針對星—角結合情況。電容投切控制采用智能控制理論，自動(dòng)及時(shí)地投切電容補償，補償無(wú)功功率容量。根據配電系統三相中每一相無(wú)功功率的大小智能選擇電容器組合，依據“取平補齊”的原則投入電網(wǎng)，實(shí)現電容器投切的智能控制，使補償精度高。

(1)科學(xué)的電壓限制條件?？稍O定的過(guò)、欠壓保護值，可設置禁投(低谷高電壓)、禁切(高峰低電壓)電壓值，具缺相保護功能，以無(wú)功功率為投切門(mén)限值。

(2)可設置投切延時(shí)。延時(shí)時(shí)間可調(既可支持快速跟蹤無(wú)功補償，也可支持穩態(tài)補償)，同組電容投切動(dòng)作時(shí)間間隔可設置，對快速跟蹤補償可設置為零。

4、集成綜合配電監測功能

綜合配電監測功能集配電變壓器電氣參數測量、記憶、通信于一體，是一套比較完整的配電運行參數測量機構，是低壓配電電網(wǎng)中考核單元線(xiàn)損的理想手段。它能隨時(shí)為電網(wǎng)管理人員提供所需要的各類(lèi)數據，是為電網(wǎng)的安全運行和經(jīng)濟運行提供可靠的管理依據，是配電電網(wǎng)自動(dòng)化系統的基本組成部分。主要功能如下：

實(shí)時(shí)監測配變三相數據：電壓、電流、功率、功率因數、頻率(1～3次諧波);

累計數據記錄、整點(diǎn)數據記錄和統計數據記錄功能，累計計量有功、無(wú)功電量;

查詢(xún)統計分析功能并根據輸入條件生成各種報表、曲線(xiàn)、棒圖、餅圖。

一般都配有相關(guān)的后臺處理軟件，大多數可實(shí)現網(wǎng)絡(luò )多機操作與數據共享。

5、集成電壓監測功能

根據電壓檢測儀標準進(jìn)行采樣與數據統計處理，便于用戶(hù)考核電壓合格率，可用于電壓監測考核。

6、集成在線(xiàn)諧波監測功能

較好一點(diǎn)的監測終端采用DSP作為CPU，應用FFT快速傅立葉算法，可精確計算測量出電壓、電流、功率因數、有功及無(wú)功電量等配電參數，還可以分析1～3次諧波，從而實(shí)現在線(xiàn)的諧波監測功能，該數據可根據用戶(hù)要求在后臺軟件上進(jìn)行分析處理。

7、通信

某些功能較先進(jìn)的監控終端充分地考慮了設備的可持續性使用，采用標準的RS232、RS485接口，可根據用戶(hù)要求特殊配置Modem、現場(chǎng)總線(xiàn)(Profibus)等，與配網(wǎng)自動(dòng)化系統有機結合。具體通信方式有以下幾種，或是其一或是多種方式的結合。

手工抄表：有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)、電卡等多種抄表方式。

直接通信：與配電自動(dòng)化系統接口，為用戶(hù)提供了多種解決方案以適應不同的配網(wǎng)自動(dòng)化系統與子站或主站的直接通信。

與FTU的通信：可通過(guò)FTU實(shí)現一點(diǎn)對多點(diǎn)采集，以實(shí)現數據遠傳并與配電自動(dòng)化系統接口與集抄系統的通信，通常采用載波或直聯(lián)。

8、模塊化結構

當前應用較廣的模塊化設計結構，將電容器、投切開(kāi)關(guān)、保護集成在一個(gè)單元內，形成多種容量規格的標準化單元，其特點(diǎn)是結構與功能的模塊化形成滿(mǎn)足不同用戶(hù)要求的系列產(chǎn)品，同時(shí)還便于各種裝置在使用現場(chǎng)的維修與調整。

總之，隨著(zhù)科技的快速發(fā)展進(jìn)步，高科技企業(yè)的增加，縣級供電企業(yè)在如何更好地滿(mǎn)足用戶(hù)不斷提高的需求的同時(shí)，還要對用戶(hù)電網(wǎng)進(jìn)行更全面的管理、監控，在這個(gè)過(guò)程中，將有各種新技術(shù)、新設備發(fā)展起來(lái)，未來(lái)的無(wú)功補償技術(shù)將會(huì )更加經(jīng)濟有效。

(作者簡(jiǎn)介：侯勇安，男，工程師，現任訥河市電業(yè)局生產(chǎn)計劃部副主任，主要從事電網(wǎng)預概算、變電運行專(zhuān)責、安全管理工作，曾參與訥河電網(wǎng)“十一五”、“十二五”遠景規劃。)

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