关于智能无功补偿技术在电力自动化中的探讨
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【摘要】随着国民经济与社会生产的不断发展，我国用电需求和电力设备的不断增加，对于电网的无功需求量也随着增长，在电力系统中安装无功补偿装置是满足日益增加的电力需求的重要手段，而电力电力电子技术、智能化系统控制技术的发展也为无功补偿技术的应用提供了保障。阐述与配电自动化技术的集低压无功补偿、配电检测、线损计算、谐波检测等于一体的智能无功补偿技术，并进行实例计算。
1.电力自动化和智能化概述
近年来随着城乡电网改造的进行，自动化无功补偿技术在各地低压配电网的公用配变被广泛应用，它是基于网络技术和计算机技术发展而形成的。特点是将发电厂、变电站、输配电网络、用户集成起来，其目标就是通过系统的融合达到对电力生产到供应全过程的自动化检测和控制，从而保证供电过程的高效化和节能性。具体看，就是电力系统在发电、供电和变电的实现过程中，将一些设备组合起来，在计算机和可控电子元件的帮助下，实现切断和接通、改变或者调整电压的方式控制电力的流动，以此实现了供电的自动化。其中电力系统的自动化主要包括的子系统有：电网调度自动化、发电厂自动化、电力系统的信息传输、电力系统故障处理自动化、供电系统自动化、网络管理自动化等等。整个体系建立的最终目的就是实现在电力生产－传输－使用过程中实现无障碍的自动化控制，让电力供应更加的高效、低耗、安全[1]。
在这里应当注意的是，自动化和智能监控管理是密不可分的，因为自动化的实现就是电力系统管理的智能化，也就是利用自动化的网络实现对系统各个环节动作的自动化运行，并可以根据供电情况来实现智能化的调整和切换，从而实现“无人值守”化的电力网络运行，这样既可以保证人员安全，也可以防止人为误动的损失。可见实现自动化智能网络控制系统是电力网络自动化的最终目标。
2.电力系统无功补偿技术要点
2.1 在补偿中容量的确定
补偿容量的确定是补偿的关键参数，也是实现智能补偿的基础数据，这一数据的确定是一个较为复杂的过程，其计算也是根据不同的供电系统和使用用户来确定的，也只有确定了补偿容量才能实现系统的正常运转。例如：在一般的线路补偿中，都要考虑到动力类的负荷，估计配变的功率因数为0.75上下，如果设计在满负荷的状态下，功率因数提高0.9的话，这时根据电网的运行经验可以得出补偿的容量一般为变压器额定的20-30%。
2.2 常规补偿方式的选择
一般的补偿方式有三项共补、分相补偿、综合补偿（共补和分补共用），如在供电系统中，需要补偿的容量超过60kvar的时采用综合补偿。
2.3 系统补偿级数的选择
补偿级数也就是电容的分组数量，如果级数越多，补偿精度就越高，但是也会增加装置的成本，也增加了设备的体积。所以在选择级数的时候要综合考虑合理选取。
2.4 系统投切方式
在选择该方式的时候，尽量减小装置的体积，简化结构，提高可靠性，也就是让电容器安装一定的容量比分组，通过自动化软件进行组合投切。
3.电力系统自动化中的智能无功补偿技术
3.1 智能补偿方式选取
在自动化智能无功补偿中，对补偿方式的选取应遵循：1）固定补偿和动态化补偿相结合的原则，随着生产技术的发展，电力系统面对的载荷也越来越复杂，电网对无功补偿的要求也随之提高，因此传统的固定补偿已经不足以满足需求，动态化的补偿技术的采用是与智能化相配合最佳方式。2）采取综合补偿的方法实现智能补偿，一些新的设备的使用使得两相用电量增大，电网中三相不平衡的情况加剧，三相共补的方式显然已经不再适用，而采用单相补偿的成本又较大。所以在智能补偿系统中应根据实际的情况采用共分结合的补偿方法，以此实现效果和效益的双赢。3）稳定态补偿和快速跟踪补偿相结合，这样的方式可以实现灵活补偿，也是未来发展的一个重要趋势［2］。
3.2 智能补偿的投切开关选用
目前比较常见的投切开关主要有以下几种：1）过零触发固态继电器。这种设备的特点是动作快，在投切的过程中没有对电网的冲击、物涌流、使用寿命长；但是会产生一定的功耗和谐波。2）机电一体化的复合智能开关。这种开关是交流接触器和固态继电器并联运行，这就综合了两种开关的优点，即可实现快速的投切也可以降低功耗，但是其成本和可靠性影响了推广。3）机电一体化的智能真空开关。这种开关采用的是低压真空灭弧室和永磁操作机构，可以实现电容过零投切，也可适用电容器串联电抗器回路的投切，特点是寿命长、可靠性高。
3.3 智能补偿的无功控制措施
主要的工作原理：计算机采集三相电压、电流，跟踪系统中的无功变化，把无功功率变为控制物理量，以用户设定的功率因数为投切的参考限量，并按照模糊控制理论智能化的选择电容器组合，智能投切是针对星－角结合情况。电容投切控制采用智能的控制理论，自动及时的投切电容补偿和补偿无功功率容量。根据配电系统三相中每一相无功功率的大小智能化的选择电容器组合，根据取平补齐的原则投入到电网中，提高了补偿精度。主要措施有：1）电压限制条件的科学化。智能系统中设定过、欠电压保护值，可设置禁投、
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禁切电压值，具缺相保护功能，以无功功率设定投切限值。2）设置投切延时。延时时间可调，同组的电容投切动作时间间隔可以设置，对快速跟踪补偿设置可以为零[3]。
4.智能无功补偿参数的计算方法
在智能无功补偿中需要对一些具体的数据进行计算，以调整系统的参数，以下是一些参数的计算方式。
4.1 补偿前线路功率因数计算
先选定有代表性的时间段，根据变电站出线单位时间的有功电量和无功电量，计算线路的功率因数，即：
式中：λ1－线路补偿前功率因数；AY－线路有功电量；AW－线路无电量。
4.2 最小和最大有功功率
变电站出线可根据线路最小和最大电流及母线电压、功率因数，计算最小和最大有功功率，即：
式中：Px，Pd－线路最小和最大有功功率；Ix，Id－线路最小和最大电流；U－10kV母线电压；cosφ1－线路补偿前功率因数。
4.3 线路补偿容量
1）最小补偿容量：根据线路最小负荷和补偿前、后功率因数，计算出线路最小补偿容量，作为固定补偿（定补）容量。这是为了防止当线路运行在最低负荷时（如夜间），因线路过补偿而向系统倒送无功功率引起线损升高。
式中：Qx－线路最小补偿容量；cosφ2－线路补偿后功率因数。
2）最大补偿容量：根据线路最大负荷和补偿前、后功率因数，计算出线路最大补偿容量。
式中：Qd－线路最大补偿容量，单位kvar。
5.小结
总之，随着科技的快速发展进步，高科技企业的增加，电力企业在如何更好地满足用户不断提高的需求的同时，还要对用户电网进行更全面的治理、监控，在这个过程中，将有各种新技术、新设备发展起来，未来的自动化无功补偿技术将会更加经济有效。
参考文献
[1]江海涛.浅谈电力自动化技术的发展[J].硅谷,
2009(21).
[2]王旭.低压配电网络自动无功补偿技术[J].国家电网,2009(10).
[3]汪秀丽.配电自动化的最新进展[J].水利电力科技,2005(02).