摘要：无功功率平衡已成为衡量电能质量的重要指标之一，实现无功功率实时、快速、准确的补偿具有重要意义。无功补偿作为一种重要的供电系统补偿技术，具有降低输电线路损耗、稳定电压、提高电能质量的优点。合理选择无功补偿技术，可以有效降低电力系统损耗，提高电网运行效率，对提高电力供应稳定性和提高电能质量具有积极的作用。
关键词：低压供电系统；无功补偿；技术；分析
1无功补偿技术简介
1.1概述
在低压供电系统中有着大量的非线性设备，以及电力电子装置，使得电力系统中谐波污染问题越来越严重，造成低压供电系统功率因数不高，给电力系统造成了额外的负担，也会对一些对电能质量要求高的用电设备造成影响。因此使用无功补偿技术可以改善供电环境，抑制谐波，降低能耗，进一步提高供电质量，从而保证供电系统的稳定运行。随着电力电子技术和电力系统研究的不断深入，越来越多的研究人员研究如何有效的提高功率因数和抑制谐波。
1.2无功补偿技术的发展
随着电气自动化技术和电力电子技术的发展，无功补偿也经历了从固定补偿到可变补偿，从动态补偿到静止补偿的过程。出现过用得较多的补偿方式为并联电容器、同步调相机、静止无功补偿（SVC）、静止无功发生器（SVG）。
1.2.1并联电容器
直接将电容器和感性负载并联起来进行无功补偿，属于固定补偿，电容器是固定的，不能根据感性负载的变化做出调整。
1.2.2同步调相机
同步调相机是一种特殊运行状态下的同步电机，不带机械负载也不带原动机，在过励磁和欠励磁的情况下，向电力系统提供或吸收无功功率。
1.2.3静止无功补偿装置
静止无功补偿（SVC）是将电容器或电抗器进行分组，在无功补偿自动检测控制装置的控制下，通过静止开关投切电容器或电抗器组来补偿电网中的无功损耗。静止开关有断路器和晶闸管电力电子开关两种。
1.2.4静止无功发生器
静止无功发生器（SVG）由三个基本功能模块构成：检测模块、控制运算模块及补偿输出模块。其工作原理为由外部VT、CT检测系统的电压、电流，经由控制装置分析出当前的实时电能信息、如P、F、S、Q等，由控制器经过计算后给出补偿驱动信号，驱动由电力电子逆变电路组成的逆变回路发出补偿电流。
2无功补偿技术的应用价值
在低压供电系统中，采用合理的手段补充电力设施的无功功率对低压供电系统的运行具有十分重要的影响。既能提高电网的传输效率，又能控制谐波，保证线路电压稳定，保证输电网电能质量。它有三个主要优点：一是促进线路传输水平的提高。在输电过程中，输电能力保持不变，当无功功率增加时，有功功率会降低，导致电网的输电效率降低。为此，工作人员可以在电网一端实施无功补偿，从而提高有功功率比例，能有效提高电网的传输效率。二是稳定电网电压。在电力传输过程中，无功对电容或电感的电压降和有功对电阻的电压降是功率损失的主要内容。一般来说，在高压电网中，电抗的数值远大于电阻，因此，无功功率与电压损耗关系密切，有功功率与电压损耗关系不大，无功功率是造成电压损耗的主要因数。三是提高供电质量。供电质量的主要是指用户侧的电压、频率和波形是否符合要求，理想状态下用户侧的电压恒定、频率稳定，波形为正玄波，在三相供电时，还要求各相电压和电流的幅值相等、相位差为120度且对称。无功电流的存在将改变电流波形，严重时会使某些对电能质量有较高要求的用电设备无法工作，输变电系统中采用合理的无功补偿技术，可以改善电网的电能质量。
3低压供电系统中的无功补偿技术发展和应用
3.1无功补偿技术的发展
早期的无功补偿是固定电容补偿和同步调相机，固定电容补偿容量不能调节，而且还可能和系统发生谐振，同步调相机成本高，安装复杂，目前以上两种方式基本被淘汰。静态开关投切电容器组是一种比较简单的无功补偿装置，可分级、分组投切，因其价格较低，在国内低压配电系统中还有比较广泛的市场，但其不属于动态无功补偿，适用于负荷波动不频繁的场所。
针对传统无功补偿出现的问题，一些新型无功补偿技术逐渐成熟并投入使用，包括：无涌流电容投切装置、静止无功发生器、电力有源滤波器、综合潮流控制器等。在现阶段无功补偿方式中，静止无功发生器（SVG）是最新发展起来的技术，它可以实时、准确的补偿无功功率，同时还能起到滤波和抑制谐波的作用，因此它正成为无功补偿的主要方向之一。
3.2低压供电系统静止无功补偿装置的分析
静止无功发生器（SVG）是将功率开关构成的三相桥式电路通过电抗器或者直接并联到电网上，调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值，或者直接控制其交流侧电流，使该电路吸收或者发出满足要求的无功功率，实现动态无功补偿的目的。静止无功发生器（SVG）既可对常见的感性无功功率进行补偿，也可对容性无功功率进行补偿，补偿范围宽，动态特性好，能够及时跟踪和补偿电网中的无功功率。
图1 静止无功补偿（SVG）系统示意图
根据直流侧采用的储能原件是电感还是电容，静止无功发生器（SVG）分为电压型和电流型两种。直流侧为电容元件的称为电压型SVG，直流侧电容元件用电抗器代替，则为电流型SVG，在实际使用时大多为电压型电路。
静止无功发生器（SVG）有很多优点，一是SVG是基于变流器的补偿装置，相当于一个可调逆变电压源，通过逆变器调整交流侧电压的幅值和相位，可保持最大无功电流不变，没有SVC补偿受电压影响的缺陷。二是SVG通过使用桥式电路技术消除低次谐波，并将较高次谐波限制在一定范围内，使谐波含量减少到可以接受的程度，不需要额外的滤波装置。三是在补偿功能方面，SVG除了补偿无功功率以外，还能够补偿三相电力系统中因不平衡负载产生的负序电流。四是在响应速度方面，SVG采用IGBT等传输延时非常小的器件，响应速度非常快。五是在所需空间方面，与SCV相比，SVG补偿相同容量只需要很小的电容器和电抗器，能够有效的降低占用空间。
结束语
无功补偿技术是电力自动化应用中的关键技术之一，在电力系统中起着重要的作用，具有重要的应用价值。随着时代的不断发展，中国的无功补偿技术也在时代的发展趋势中取得了一定的进步，以静止无功发生器（SVG）为代表的一批先进的无功补偿技术的应用，可以更好地满足人们对电力质量的需求，无功补偿技术的进步，将更好地促进中国电力工业的发展。
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论文作者:董明友
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/2
标签：电压论文; 功率论文; 供电系统论文; 技术论文; 发生器论文; 谐波论文; 电网论文; 《基层建设》2019年第1期论文;