摘要：科学技术的发展让现在越来越多行业的技术都在不断地更新并陆续地投入使用。那么对于电网方面的技术显而易见的也尝试着不同的更新技术。目前虽然在电网无功优化方面的理论研究及单台补偿设备研究的相关文献很多，但是针对配电网10 kV线路的无功优化智能控制系统的研究尚属空白。本研究针对目前配电网无功补偿的现状，运用实例通过比较分析，提出以串联谐振注入式有源滤波器为基础的无功和谐波综合补偿方案，应用于低压系统的负荷补偿中，同时介绍了其参数设计方法并进行了仿真研究和实际应用，其软硬设计思路和一些工程经验。
关键词：配电系统 无功补偿 无功优化
在最近的几年里，我国变电所的设计安装中存在很多问题，曾出现过因为接地线的短路而导致把接地线直接烧毁的事故，比如高压窜入控制室烧坏控制盘、保护盘，使继电保护失控导致发电机和变压器等烧毁的重大事故。那么对于变电所而言，理应是装设低压无功补偿装置，特别是箱变具备条件时宜装设低压无功补偿装置。这是因为，由于在配变安装低压无功补偿装置可以极大地改善居住区电压质量，减少电能输送过程中的电能损耗，符合满足居民生活水平提高和建设节约型社会的要求，所以变电所应装设低压无功补偿装置，箱变在满足低压无功补偿装置运行环境需要及设计要求时，也应装设低压无功补偿装置。低压无功补偿箱应根据无功功率的需量及电能质量要求采用智能型免维护无功自动补偿装置，其具备自动过零投切、分相补偿等功能。配变低压侧应装设无功补偿装置。低压无功补偿的容量配置一般应不少于配变容量的15%。建议采用晶闸管—交流接触器复合投切电容器型式实现循环投切控制、分相补偿；采用微处理器的测量、控制系统。全部电容器组应采用低压塑壳式断路器保护，分组电容器应设置熔断器保护。并联电容器无功补偿的特点是简单灵活、经济优势明显，缺点是可能会出现非常严重的系统谐波放大，它会导致并联谐振。随着国民经济的发展，电力需求不断增长，电力系统负荷功率，谐波源和负载不平衡造成的影响正在日益增加。
那么对于以前的传统方法俨然已经远远不能满足于电力系统的要求，随着超大功率半导体器件、电力电子应用技术和控制技术的发展，无功补偿和电网谐波治理新技术有了较大的发展。其中，静止式动态无功补偿器得到了快速的发展和应用。无功补偿是减少损失，提高电压质量的有效方法。但在很长一段时间内，人们主要关注无功优化网络方面，规划方面很少考虑在无功补偿装置开关操作优化。10kV配电线路与分布补偿电容器中的大部分是安装固定补偿电容器。规划配置阶段，只能通过提高无功补偿能力水平，降低网损，并创造必要的条件。实时控制系统通过对无功补偿的各种开关器件实现全网无功优化运行，以充分发挥在网络中各设备的能力与优点，挖掘现有装备潜力，以获得最佳无功优化效益。
1.配电网无功基本特点与现状
近些年来，我国更是逐渐地加大了电网的建设及投资，大部分的资金多被应用于设备的网络结构的优化，运行方式优化改造也耗费了大量投资，但无功优化电网建设一直落后。目前国内配电网无功优化的现状是：补偿的主要方式是在变电站二次侧集中补偿，无功补偿设备是旧的，偏少，无功缺额还比较大；无功补偿装置的配置不合理，目前，配电线路线损和末端电压非常低的根本问题还没有得到有效解决；无功补偿装置自动化程度低，随机补偿，固定线路色散补偿大部分，不能做到实时监控，以满足电力负荷的季节性和时间要求特点。总之，国内负荷无功功率和无功补偿设备缺乏自己的特色，关键是自动化程度不高，动态补偿和固定补偿不平衡，所以对10kV系统无功优化的智能配电网络进行开发是极其必要的并具有实际意义。
2.无功补偿装置中智能无功补偿控制器的设计要求
无功补偿控制器在运行中要求既能保证线路系统稳定、无振荡现象出现，又能兼顾补偿效果。要能自由选择电容器组合，针对Y—Δ结合情况根据配电系统三相中每一相无功功率的大小智能选择电容组合，可提供循环投切、智能投切，供电力用户选择。智能低压复合开关的性能：应能实现过零投入和过零关断，又可保证开、关时无涌流。无谐波，工作期间能耗小，避免对电网产生冲击，还应具备抗干扰、缺相保护、闭锁保护等功能，具有辅助接点。
3.配电网10kV线路无功优化智能系统的研究与实践
3.1.系统概述
自动化系统无功优化使用DotNet技术开发，并且通过C/S结构运行。在客户端系统上运行后可以随时访问服务器，监控设备状态在线补偿。通过自动调度的第一侧线系统参数局域网、服务器系统，以及通过GPRS和通讯领域的补偿装置、控制或访问，以获取工作现场补偿设备的运行状态。系统服务器用来访问存储在数据库中的实时数据，数据库使用SQLSERVER的设计与管理系统，客户可以对数据库的数据进行统计和分析，可以自动生成Excel文件存储的统计报告的形式。
3.2.系统结构
系统是一个从最高层出发的远程主控制系统，本地和远程通信的两个微机控制系统组成网络，从操作的角度来看，功率实时根据模糊控制算法的数据因素来计算所需的补偿线需要投入或补偿电容器的能力，从而减少了用微机远程通信传输来实现切换补偿点线的局限，并确定开关电压测量对象，然后通过远程通讯网络发送控制命令来调整对象，在控制下关闭所有设备，调整两个控制参数。
3.3.无功补偿远程无线集控系统
使用一个遥控器设置GPRS无线通信技术、自动化设备、远程监控、无线数据传输。控制显示器的主要是一种单芯片16位微处理器和一套核心的监管系统、一套电信系统、智能手机芯片技术。该系统采用大规模集成电路技术，高精度A/D转换器，微控制器技术、抗干扰技术，有可靠性高、精度高、功能齐全、易于安装等特点。后端系统软件灵活，易于安装，操作简便，装有XP操作系统环境中常见的作业系统和Access数据库软件，并不需要单独维护。
4.结论
变电所地网的设计应结合实际情况进行，在具体工程设计中应重点考虑地网布置，敷设深度，腐蚀及热稳定校验等方面。结合上文而言，在同一时间内，利用通讯技术来交换设备安装点的电压数据的实时监测，则很好地避免了为考核电压单独安装电压监测装置需要到现场读取数据的繁琐。在配电网10kV无功补偿智能系统中，由电压开关模式首先决定要确定的补偿和能力点的最佳位置。自动通过遥控通信技术和网络技术的电容器投切控制，以实现两个之间的上下位机的数据交换方式，下位机采集的补偿点和测量电压切换条件传输到主机电脑，个人电脑和调度室然后重点对变电站综合功率因数和无功功率输出，决定了交换条件、补偿点，然后切换到下位机发送命令，达到功率因数和电压双控目的。无功电压开关设备在电压采样中的无功功率和功率因数的通信技术，克服了同时采集电压、电流、该设备体积大、成本高的缺点。
参考文献：
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