地面降压站动态无功补偿技术研究

2022-09-11

一、无功补偿技术

(一) 无功补偿技术原理

在控制电网稳定运行的过程中, 无功补偿技术通常发挥着不可或缺的重要作用。在这个过程中, 需通过滤波技术构成谐波补偿环境, 进一步缓解负序, 进而在优化电力系统的工作上夯实基础。另外, 当供电指令下达的时候, 需做出理性判断, 进而保障供电指令与电力运行能够相互配合, 借助动态补偿机制使电网能够在相对稳定、安全的环境下展开工作。换句话说, 在无功电压控制系统中, 无功补偿技术起着桥梁的作用, 需通过无功补偿技术在发电机组中的正常工作来维护电网的稳定状态, 进而使电力系统能够发挥出最大的工作效力, 确保整个电网的安全与稳定运行。

(二) 无功补偿技术发展现状

近几年, 在科学技术的不断调整与更新中, 无功补偿装置也得到了不断的更新与进化, 从传统的机械旋转无功补偿装置到静止无功补偿装置, 再到有源无功补偿装置和新型无功补偿装置, 无功补偿技术在电力系统中的运用与效果越来越突出。

1. 传统无功补偿装置

传统的无功补偿装置主要表现有同步调相机和同步电动机。

同步调相机主要借助励磁状态来展开工作, 进而提高整个电网的无功功率。这种补偿方式尽管能够为电网供应一个相对稳定的电压, 但是, 电流过大、损耗较多、发热较高、较难维护, 因此使用得并不多。

同步电动机主要用于提高配电网功率, 为平衡大型电力感应系统服务, 然而, 这种补偿装置因其投资高、难维护, 同样使用得并不多。

2. 静止无功补偿装置

静止无功补偿装置主要通过SVC补偿器来展开补偿工作。

SVC借助电源和电子设备, 对输出感性、容性电流的无功补偿功率进行调节, 其中主要代表有TCR和TSC。前者主要对感性电流进行调节, 在90度到180度的范围内对触发角进行调节, 然后推动补偿容量的调整。后者主要借助双向晶压管的导通来对容性电流进行调节, 除了限制涌流外, 反应器还可以控制部分谐振。TSC被划分带电抗器和不带电抗器, 前者能够自行进行谐振控制, SVC取消了旋转部件, 从而为维护电网的安全与稳定上提供了方便, 然而它自身却极易受到谐波的影响。

3. 有缘无功补偿装置和新型无功补偿装置

有源无功补偿是对非线性负载产生的谐波电流进行实时检测, 在电力系统中融入大小相同、方向相反的补偿电流, 进而消除谐波。借助这种方法能够在很大程度上协调谐波与无功补偿装置的运作。

在改进谐波控制技术与有源无功补偿的过程中, 混合型有源滤波器 (HAPF) 在与无源滤波器低成本实现快速、稳定的无功补偿和谐波抑制, 它还缩减了无源元件与电网阻抗之间振荡的概率。

STATCOM是一种智能无功补偿装置, 由全功率控制的电子元器件组成。它可以发出感性电流或容性电流, 并通过一定的控制策略来控制电力系统。它是一种动态无功补偿装置, 如果输入端连接到电源, 输出端负责电网功率的协调, 不仅能够稳定电压功率, 而且可以考虑谐波补偿和三相负载不平衡补偿。STATCOM组件比SVC小, 大大降低了设备的成本和体积。

在无功补偿和智能电网的发展过程中, 无功补偿技术得到不断更新与优化, 如网络通信、传输监督、合成和多样化的综合控制策略人机优化芯片, 它在改善系统的电能质量中扮演着一个重要的角色, 进而确保电网的安全稳定运行。

二、动态无功补偿技术

(一) 动态无功补偿技术的特点

动态无功补偿是一种新型有效的无功补偿技术。相对以往的补偿箱和补偿柜, 其电容开关通常是接触器, 基于接触器的响应较慢, 需要考虑电容器本身的放电问题。以往的补偿装置有一个共同的特点:开关时间间隔长, 进而对补偿效果具有一定的影响, 因而不便于广泛使用。相对于以往补偿装置中的问题, 动态无功补偿技术能够给予适当的处理, 它往往通过电容开关来跟踪电路的流通情况、协调电压的安全与稳定, 实现电路的动态补偿。

(二) 动态无功补偿技术的应用现状

动态无功补偿技术采用动态无功补偿设备, 即静态同步补偿器。该设备谐波利用率低, 运行效率高, 电能利用率高。在电路运行过程中, 动态无功补偿设备能够对频繁波动引起的无功补偿电网运行做出快速响应, 从而控制电网运行的稳定性和可靠性, 提高电网的整体运行水平。动态无功补偿技术可以有效提高电网运行的服务质量, 提高电力资源的利用效率, 减少电网的电力损失和线路损失, 提高电力系统的经济效益, 延长输电线路的使用时间。

1. 保护元件的应用

分析动态无功补偿设备的运作情况, 我们可以发现, 其中最为主要的元件要数保护元件, 这是因为保护元件能够对整个电力系统中电压的运行具有控制与保护的功能。当动态无功补偿技术运用与电力系统的过程中, 一些有关的晶闸管往往会造成整体的热熔, 进而不利于电路的正常运行。然而, 保护软件能够在一定程度上阻止这种事态的发生, 在保护元件进行运作的时候, 工作人员往往用功能相似的小型断路器取代保护元件, 它同样能够起到保护作用。所以, 在运用动态无功技术的过程中, 必须重视保护元件在其中的重要保护作用。

2. 并联电容器的应用

目前, 动态无功补偿设备在单相和三相电力系统中的应用主要采用各种元件的并联电容器。在单相和三相电力系统中, 电容器作为一个整体受到控制, 可能受到无功电流的影响, 导致电容器的电容发生变化, 有效地减少了无功补偿中的电流损失。并联电容器的使用可以减少电力系统中的并联电路, 将电路分成若干组, 分别进行切割, 从而起到并联电容器无功补偿的作用。合理的方案设计、并联电容器的选择和设备的组合可以在电网的整体运行中发挥作用。在传统电路中, 并联电容器的选型一般满足超高压运行的要求, 而传统并联电容器的三相负载选型的性能需要满足三相电压平衡的要求, 从而充分补偿了相分离造成的损失。

3. 投切元件的应用

投切元件主要表现为两种类型:复合开关和半导体电子开关。

复合开关主要用于电力系统电磁控制单元, 可控制平行磁性和硅片, 开关元件可以实时控制电路, 在开关过程中保持磁盘连续, 从而提高电力系统的整体运行效果。

半导体电子开关与电路反向并联, 形成电路中的控制中心。开关元件以半导体电子开关的形式构成控制电路和触发电路, 在电路中形成一个整体。它已成为一种动态无功补偿装置, 可以对电力系统的无功进行补偿, 控制整个电路的运行。

三、动态无功补偿技术在地面降压站中的应用

(一) 集中补偿与分散补偿的有机结合

集中补偿和分散补偿相结合可以有效地调节配电网运行的安全性和稳定性。需要指出的是, 起主导作用的补偿方式是分散补偿, 集中补偿仅仅起到辅助的作用。这样, 无功补偿可以应用到更多的输电区域, 满足更多用户的需求, 保证电网运行的有效性和及时性。集中补偿可以使分散补偿更系统、更全面, 为部分无补偿用户供电, 从而有效解决低压问题。

(二) 高压补偿与低压补偿的有机结合

在两者结合的过程中, 我们需要明确其主导的补偿方式, 即低压补偿。低压不成能够协调电网在运作过程中的输电情况, 使电压均匀分布到各支路。高压补偿技术应用成本高, 技术补偿效果低。因此, 低压补偿应是主要的补偿方式。

(三) 电压调节与线损降低的有机结合

这种有机结合应以线损降低技术为基础, 强调电压的作用。电压调节技术的应用具有很强的针对性。在电源中应用调压时, 容易引起导线前后两端的电压差。同时, 下行损耗具有很强的适用性, 可以安装在电网线路的任何部分, 并且具有很强的灵活性。

(四) 采取分级分区补偿的形式

分层分区补偿能有效提高电网运行的稳定性。在我国配电网的输电中, 通常采用逐步降低功率的方法。在进行动态无功补偿时, 应根据区域电压水平进行设计, 以保证电网电压平衡。

(五) 动态无功补偿技术优化

在综合考虑当前和未来电网结构、设备状态和负荷 (电网历史、实时和电压级负荷预测条件) 的基础上, 选取无功补偿装置中最能够调节电网运行状态的装置, 以减少网络损失, 节约投资成本。根据现有的无功补偿设备和技术条件, 根据实际负载变化和短期负荷预测, 最佳的建议协调模式和工作模式的无功补偿设备 (智能动态无功补偿) , 它决心满足供电质量的要求, 实现低电压控制, 并考虑网损最小和操作成本。使用最少。

结束语:

目前, 我国非常重视对地面降压站电压的控制与管理。在地面降压站的电力系统中, 动态无功补偿技术得到了广泛地运用, 在解决电压运行的质量上发挥着重要的作用, 进一步推动着电网安全、稳定的运行。因此, 在地面降压站中应用动态无功补偿技术的时候, 应充分发挥动态无功补偿技术的优点, 将各种补偿装置结合起来, 将电压调节与线路损耗有机结合起来, 为了优化低压控制的效果、保证供电运行的质量和效率、进而维护电网的完全与稳定而服务。

摘要：进入二十一世纪以来, 科学技术在人们生活中的影响越来越突出, 在提高人们生活水平上发挥着极大的作用。在地面降压站的电力系统中, 动态无功补偿技术得到了广泛地运用, 在解决电压运行的质量上发挥着重要的作用, 进一步推动着电网安全、稳定的运行。本文主要从无功补偿技术的运作原理和发展现状、动态无功补偿技术的特点和应用现状, 来研究动态无功技术在地面降压站中的应用效果, 进而为推动电网的安全运行提供一个值得借鉴的经验。

关键词：地面降压站,电力系统,电网,无功补偿技术,动态无功补偿技术