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1、智能无功补偿技术在电力自动化的作用在电力系统中无功补偿是一种通过建立电磁场的方式，保障电网 稳定运作的技术，该项技术在现代电能消耗、负荷巨大的条件下十分 重要，起到维持电网损耗与电力用户电价缴费平衡、合理的作用。但 面对现代庞大的电网布局，依靠低压无功补偿设备来开展无功补偿工 作会遇到很多困难与限制，导致无功补偿技术应用效果不佳，这一条 件下如果借助智能技术系统将区域内所有电网线路全部集成，再进行 统一无功补偿管理，就可以避免传统设备下的种种问题，因此对智能 无功补偿技术应用进行研究具有推动电力行业发展的现实意义。1智能无功补偿技术基本概念与应用重要性1.1基本概念。在电力自动化运作当中，其供
2、电设备的电感、电容 等原件会生成电磁场，受磁场影响就会导致电力系统中出现无功。无 功的存在会电路内形成电流，这种电流无法产生实际效果，但也会占 用供电系统资源，使得供电系统负荷压力增大，影响到系统运作的稳 定性与安全性。这一条件下，通过智能无功补偿技术在供电系统管理 端设置智能技术系统，同时在电容、电感元件之间安装无功补偿设备， 即可对电力系统进行智能无功补偿管理，原理上首先利用智能技术系 统来判断电力系统当前是否需要无功补偿、设定补偿参数，其次控制 无功补偿设备发出反向电流来抵消无功电流。由此可见，智能无功补 偿技术的核心功能在于抵消无功电流，相应起到平衡供电电流、降低 供电系统负荷压力、减
3、小电力设备工作损耗等作用。1.2应用重要性。 在功能上，智能无功补偿技术与传统低压无功补偿设备类似，两者均 通过抵消无功电流来发挥能效，但随着电力行业的发展，传统低压无 功补偿设备不再适用，与智能无功补偿技术相比存在性能上的差距， 其中具体表现可以分为三类。1.2.1性能差距表现一。根据以往电力 自动化运作中的低压无功补偿设备应用表现可知，该设备主要利用单 一信号、三相电容器发出低压电流来实现无功补偿，这种补偿方式在 早期电动机负荷条件下具有良好的适用性。但这种补偿方式的补偿额 是固定的，因此面对现代电力用户负荷的差异化表现，传统设备经常 会出现过补、欠补的现象，这种表现代表传统设备存在补偿精
4、确性不 足的缺陷。反之通过智能无功补偿技术，因为智能逻辑的精确分析功 能，可以依照实际需求来设定补偿额或参数，所以对比之下智能无功 补偿技术的性能更具优势。1.2.2性能差距表现二。传统低压无功补 偿设备在运作中存在开闭需求，即无需进行无功补偿时需要关闭，相 应需要无功补偿时则开启，这一条件下因为传统设备的开闭控制器一 般为交流接触器，所以受该控制器的运作智能无功补偿技术在电力自 动化中的应用文/卢芳芳（国网浙江省电力有限公司金华供电公司浙 江省金华市321017）性能影响，传统设备的低压补偿电流传播速度 会变得很慢，难以第一时间实现无功补偿。同时，补偿电流传播速度 缓慢会在投切过程中对电网带
5、来较大的磨损，直接影响电网电路的使 用寿命。而在智能无功补偿技术应用中，一般采用智能真空开关与复 合开关来管理装置的开闭状态，由此就解决了传统设备补偿电流传播 速度慢的问题。123性能差距表现三。传统低压无功补偿设备所提 供的补偿电流具有固定、单一的特征，面对现代电网负载超负荷状态 复杂化现状，该设备并不能保障补偿的有效性。而智能无功补偿技术 具有四种补偿模式，分别为固定补偿、动态补偿、三相共补、分相补 偿，且四者相互之间还可以进行结合补偿，因此面对现状智能无功补 偿技术更为适用。2智能无功补偿技术在电力自动化中的应用2.1滤波器。滤波器是智能无功补偿技术的常用装置，一般包括固 定滤波器、有源
6、滤波器两种，两者可以根据实际情况单独使用，也可 以相互结合使用。在应用效果上，滤波器主要通过谐波来抵消无功电 力，具有速度快、稳定性高、可调节的性能优势，且在智能技术下可 实现动态补偿与跟踪补偿模式，可见其具有较高的应用价值。例如某 地区电力企业就采用了有源滤波器来进行无功补偿，在运行了 1年以 后将电网无功损耗数据作为指标，对比于1年以前的损耗数据可知， 有源滤波器的使用成功降低了电网无功损耗23.1%。此外，在滤波器 应用中需要注意成本问题，即适用于智能无功补偿中的滤波器设备大 多都造价不菲，面对现代电网线路旷阔的布局，如果全部采用滤波器 来进行无功补偿，很可能会带来较大成本，因此不建议直
7、接将滤波器 应用于大面积无功补偿当中，相应可以采用少量滤波器与电抗、电容 相结合的方案来实现无功补偿，即将滤波器安装在低压线上，通过滤 波器控制对电抗、电容进行管理，同时配置好晶闸管进行线路开断管 理，这一条件下即可进行实时调压，实现无功补偿。2.2真空断路投 切电容器。真空断路投切电容器是一种电流传输控制设备，在智能无 功补偿技术中同样常见。真空断路投切电容器的引用方式较为简单， 即直接将其安置在低压线上，再通过智能系统与信号装置来进行远程 控制就能实现无功补偿，同时该设备的造价低廉，因此受到了广泛应 用。但值得注意的是，真空断路投切电容器虽然操作简便、造价低廉， 但其存在较大的电能损耗问题
8、，且容易影响到电路安全，即真空断路 投切电容器本身运作需要电能支撑，相应受该设备电能需求影响，会 带来较大的电能损耗；在真空断路投切电容器运作当中，电路电闸的 电压会频繁的瞬时增大，这一现象可能会损害电路，甚至造成电力设 备损坏。2.3可控饱和电抗器。可控饱和电抗器是一种通过电抗饱和 度调节手段对电力传输情况进行控制的设备，控制过程中根据智能技 术系统得出的补偿额来设定调节度，由此实现无功补偿，同时还可以 降低电能消耗问题。但实际情况上，可控饱和电抗器的应用并不常见， 原因在于该设备运作中会出现电流强度持续提升的问题，导致电能频 率、电磁效应不断变化，由此会带来噪音污染，因此该设备不受推崇。
9、但值得考虑的是，可控饱和电抗器的应用不像以上两种设备一样存在 性能上的缺陷，因此在噪声可控的条件下，建议采用可控饱和电抗器。3智能无功补偿技术应用注意事项3.1技术形式选择。结合以上分析可见，智能无功补偿技术具有三 种应用形式，且每种形式都有自身的优劣表现，因此必须根据实际条 件来选择对应的技术形式，同时因为不同技术形式可以相互结合，所 以在选择时应当慎重考虑，此举有利于无功补偿效率的提升。例如以 现代常较为常见的智能无功补偿技术形式组合“固定补偿-跟踪补偿” 为例可见，该组合形式在智能系统的支撑下可以保障无功补偿的精确 性与效率性，根据检测可知其补偿功率因数较高，说明应用中的能源 消耗较少、
10、补偿设备功效充分发挥。另外，根据现代电力自动化发展 趋势来看，电网的复杂性只会越来越高，代表着未来用电量、负荷变 化速度与波动等会不断提升，这一条件下通过合理的技术选型与组 合，可以保障电力系统无功补偿的成本投入合理、补偿性能优异，且 面对复杂的补偿需求不会出现不适用的现象。3.2智能无功补偿控制 器合理配置。智能无功补偿技术的应用中，为了尽可能降低技术电能 消耗，有必要使用控制器来管理补偿设备的开闭、状态，同时考虑到 该项技术中的一些非独立功能，例如采样、运算及元件保护功能等， 因为这些功能需要在控制器基础上才能实现，所以必须配置控制器。 但现代智能无功补偿技术应用中存在很多不同型号、类型的
11、控制器， 而不同的控制器在功能、性能、价格方面都有差异，相应当控制器配 置错误，可能会导致智能无功补偿技术应用存在缺陷，例如某电力企 业在智能无功补偿应用中就选择了固定补偿控制器，而其辖区内电力 用户数量众多，使得固定补偿控制器无法满足所有补偿需求，可见其 技术应用存在功能缺陷。这一基础上，在智能无功补偿技术应用中就 必须重视控制器的合理选择与配置，应当根据实际情况、需求来进行 选择。此外，现代智能无功补偿控制器可以分为三类，为了便于选择 与配置，下文将对两类控制器的优劣特征进行分析。3.2.1功率因数 控制器。功率因数控制器是一种操作较为简便的控制器，在智能技术 支撑下具有直接读取电力数据的
12、表现，同时控制逻辑简洁、清晰，功 能上也较为完善，这是该控制其的优点特征。而在缺点特征上，其存 在易振荡的性能缺陷，容易导致读取数据不准确。3.2.2无功功率型 控制器。无功功率型控制器在稳定性上有突出的优势表现，同时数据 展示直观性良好，便于人工查阅、管理，且支持自动设置、允许模式， 这是该控制器的优点特征。而在缺点特征上，因为无功功率型控制器 与智能技术终端之间主要采用ModbusRS485实现通信，所以会导致 成品质量差的问题。3.2.3动态补偿控制器。动态补偿控制器的优点 就是可实现动态控制，且具有良好的抗干扰能力，在现代智能无功补 偿技术当中较为常见。但缺点特征上，通过长时间的应用发
13、现该控制 器容易出现延时现象，即出现无功补偿需求时，该控制器往往需要较 长的时间才能对补偿设备进行控制，说明其性能上有一定缺陷。3.3 技术基本结构框架配置。智能无功补偿技术的应用具有三个基本结 构，即硬件结构、通信结构与软件结构，这三个结构中的核心分别为 传感器、通信渠道/换能器、智能逻辑，因此要落实必须对三者进行 合理配置，以构建技术基本结构框架。下文将对三者的配置基本要求、 作用进行分析。3.3.1传感器。传感器是智能无功补偿技术中实现电 力自动化系统信息采集功能的核心硬件，主要安装在电力系统的各个 配件或线路上，但因为不同电力系统配件与线路在信号类型上存在差 异，所以必须采用对应功能与
14、型号的传感器，这是传感器配置的基本 要求。此外，在传感器配置策略上，建议先围绕电力自动化系统进行 分析，由此确认信息检测需求，后根据需求配置传感器，且保障传感 器数量即可。3.3.2通信渠道/换能器。在通信结构中通信渠道/换能器 是核心构件，可实现信号通信、信号格式转换功能，前者可使传感器 采集到的信息传输到智能终端，后者可以将电信号转换为数字信号， 以供终端计算机读取（因为传感器端的信号格式为电信号，无法被计 算机设备直接读取，所以通过换能器可以讲）。在配置上，首先通信 渠道需要在“传感器-换能器”处设置信号传输通道，通信协议用设备自 带协议即可，同时在“换能器-智能终端”处也设置一个通信传
15、输通道， 通信协议上建议采用I/O通信协议。其次在换能器配置上，要将其安 装在“传感器-智能终端”之间，切更靠近传感器。此外，考虑到实际工 作中可能会出现信号干扰问题，因此在以上配置基础上建议采用抗干 扰措施来保障智能无功补偿技术通信的质量。3.3.3智能逻辑。智能 逻辑建议采用大数据技术来实现，即大数据技术本身就是一种智能技 术形式，可以作为智能无功补偿技术的终端系统来生成智能逻辑，并 将逻辑应用于无功补偿工作中。这就是智能逻辑的配置基本要求。大 数据技术生成智能逻辑的原理为“神经元结构”，该结构可以在预设知 识库基础上对传感器传来的所有信息进行深度分析，由此对信息进行 分类、识别与决策，这样就产生了智能逻辑。
