（许继电气股份有限公司 河南省许昌市 461000）
摘要：无功功率补偿，可以简称无功补偿，在电力供电系统中作为提高电网功率因数作用的一部分，用于降低供电变压器及输送线路中的电力损耗，提高供电效率的同时也能够改善供电环境。所以无功功率补偿装置在电力供电系统中发挥着相当重要的作用。合理的选择补偿装置，不仅可以最大限度的减少在电力网络系统中输送的损耗，使电网供电质量提高，而且更加安全和快捷。反之，如果选择使用的无功补偿装置不当或使用操作错误，就很有可能造成供电系统的电压波动、谐波放大等后果。
关键词：电力系统；无功补偿；装置；应用研究
1、电力系统无功补偿的内容和原则
通过对无功功率来进行补偿以及优化处理，使得整个电力系统的运行相对安全，除此之外，保证无功的补偿合理性是有效提升无功补偿效果的重要方式，对无功补偿点予以合理选择，从而实现对整个电力系统的合理配置，为确保电力系统的安全运行打下坚实基础。在实际操作过程中，对电力系统的不断优化和无功补偿的合理选择，防止无功功率的远距离传输问题的出现，可以有效的控制无功以及有功率的损耗的大小，进而对电力系统安全有效的运行提供有利条件并促进了经济效益的提升。
具体的情况为无功优化规划对于电力系统可以分为以下两个方面：①确定无功补偿点；②确定无功补偿节点的补偿容量。需要注意的是，无功补偿节点选择的合理性与否，对电力系统安全性、稳定性和经济性产生直接影响。
此外，为实现无功补偿优化的最大化，需要对补偿点予以合理确定。以往无功补偿的确定可以分为以下几个原则：①结合实际情况对电网网格结构特点予以有效总结，同时对中心点予以合理确定，以便实现对其他节点的有效控制，确保整个电网电压处于安全范围内；②选择无功补偿点的过程中，应该遵循局部平衡原理，将负荷过大的节点作为无功补偿点，且电路电压等级不同时，也可以使用分层平衡方式，以免出现无功功率在不同电压等级相互流动的情况，从而明显降低无功功率的损耗，明显提升电网运行的合理性和经济效益。在实际操作过程中，无功补偿的功率因数应始终保持在0.9以上。
2、电力系统中无功补偿的种类
2.1、机械旋转类无功补偿机制
机械旋转类无功补偿机制其属于一种最为传统的无功补偿装置，其在使用中最为显著的特点是，可以通过使用转子绕组其存在的励磁电流调节实现无功功率其吸收和输出的改变。机械旋转类无功补偿机制在电力系统的初期曾经发挥过极其主要的作用，即是到了今天对电力系统的静态电压稳定以及无功的调节仍然具有着显著的作用。机械旋转类无功补偿机制就现阶段而言，其在有三种装置。其一为同步调相机，同时其也被称为同步补偿机，其在本质上进行观察可以看作一种不携带任何负载的同步电动机，其工作的特点是既可以发出容性无功功率实现电压的升高，同时也可以吸收容性无功功率实现电压的降低；第二种为同步发电机，同步发电机是无功补偿装置中使用最早的装置之一，但是在时代和技术不断发展的背景下，该电机已经不再被使用；第三种为同步电动机，在其本质上属于交流电机的一种，其在特性上和同步调相机相似，都是通过控制感性无功功率进行电力系统的调控。
2.2、静止类无功补偿装置
静止类无功补偿装置其本质为该补偿装置在实际的工作中是固定的不动的，从结构上进行观察是指该类无偿补偿的设备是没有设置旋转部分的，故此其具有效率高、体积小、动态效应时间短以及占地面积小等诸多的优点。在其工作原理上依托于柔性的交流输电技术。目前静止类无功补偿装置在市场中使用较为广泛的主要有以下几种: 固定电容、 静止无功补偿器，静止无功补偿器又可以划分为晶闸管投切电容、晶闸管控制电抗器、磁控电抗器三种；电磁同步补偿器，该补偿器实现了超前的无功电流的有效控制，此外其还有调节精度高、速度快、输出谐波小等诸多的优点。
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2.3、复合类无功补偿器
现阶段主要使用的复合类无功补偿器主要有 FC+TCＲ和FC+ MCR两种。对于固定的电容补偿而言其最大的优点是在其成本上很低，但是其也有一定的缺点。即只能给以分组的投切，通常情况下，操作都需要在人工干预之下，因此该设备是不具备自动控制的能力的。面对固定电容的这一缺点，FC +TCＲ 得以诞生，其可以在一定程度上实现固定电容的自动化控制，并且在解决振荡现象的效果上，还具有时效性的优点，并且在使用中不会出现频繁电容投切的现象，进而也就可以避免检查不准致使的冲击电流。FC +MCR其和 FC + TCR 在符合补偿的方式上，是十分相似的，只是对 TCＲ 使用了 MCR给以代替，相较之 FC +TCR，FC + MCR其在谐波产生上要更小一些，其适用于电压出现大幅度波动的情况，故此目前 FC + MCR 主要在 500KV 以上的超高电压的输电系统中得到了广泛的应用。
3、电力系统中无功补偿的优势
3.1、 电力系统中无功补偿带有无源滤波
电力系统中无功补偿带有无源滤波此类的无功补偿其能够起到滤波的作用，其在原理上主要是利用并联 LC 串联电路中的某一次谐波形成一个短路，进而实现对基波形成纯电感或者纯电容的无功补偿。该类补偿其一般应用于低次的谐波之中，例如5、7、11、13 次等谐波的无功补偿。
3.2、 便捷化的人机操作
在电力系统中的补偿装置通常都会内置高速的微处理器，进而可以实现快速的数据采集、分析计算、控制输出、信号处理以及优化决策，进而可以达到便捷化人机操作的目的。在以上环节正式给以运行之前，其需要设置出一定的运作参数，而无功补偿装置其便捷化的人工操作，可以很好的实现系统控制的准确性和灵活性，在一些特殊的情况下，还可以通过键盘以及显示屏进行历史数据的调用。
3.3、控制参数的整体化设置
就现阶段而言，现代化的无功补偿装置其智能化的程度一般是很高的，例如在控制目标上可以将其设定为功率因数补偿、电压稳定、专家系统、瞬时无功控制以及智能控制等诸多的形式。同时为了实现通用化的使用，部分无功补偿装置其控制器部分还设置了电压或者电流的互感器变比、历史数据查询、通信波特率以及故障次数记录等。
3.4、灵活化的网络通信功能
对于目前广泛使用的电力系统中的无功补偿装置而言，其通常都具备远程通并且在具体的使用中，还可以设置相对应的远程端口、波特率以及通信协议。就现阶段使用较为广泛的串行通信通道有RS485和RS232两种。
总而言之，无功补偿可以实现电力系统的大大优化，从而提升电能应用率与电压质量。为此，将无功补偿应用于配电网当中，属于一项建设意义的节能对策。针对各种无功功率来讲，应当结合其具体的应用原理，选用异样的无功补偿设备与方法，从而实现无功功率因数的提升，最终大大地降低用户端、配电变压器损耗。
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论文作者:杨超
论文发表刊物:《电力设备》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/21
标签：电力系统论文; 装置论文; 电压论文; 功率论文; 谐波论文; 电容论文; 功率因数论文; 《电力设备》2017年第19期论文;