配电系统无功补偿(配电网无功补偿)

1. 配电网无功补偿

动态无功补偿及谐波治理装置SVG（又称为STATCOM）是基于大功率逆变器的动态无功补偿装置，它以大功率三相电压型逆变器为核心，其输出电压通过连接电抗接入系统，与系统侧电压保持同频、同相，通过调节其输出电压幅值与系统电压幅值的关系来确定输出功率的性质，当其幅值大于系统侧电压幅值时输出容性无功，小于时输出感性无功。SVG用于输电网，可提高电力系统稳定性、增加系统阻尼、抑制系统振荡，从而大幅度提高电压传输能力。随着我国跨区电网建设的迅速发展，电力系统的无功及动态电压稳定问题日益凸显，装设高压大容量SVG是有效手段。SVG用于配电网（又称为DSTATCOM），可针对波动负载进行快速有效的动态无功补偿，对电压波动与闪变、负荷不平衡、功率因数及谐波进行补偿，在有效改善电能质量同时，可取得明显的节能降耗效益，例如，当SVG用于电弧炉、电石炉等负载进行补偿时，平均耗电往往可降低4%-15%，经济效益非常显著。

2. 配电网无功补偿方法及优化

答变压器轻载空载无功补偿解决方案，首先以功率因数0.8作为基准，用电容器自动进行无功补偿，补偿高于0.8属过补偿，因自动減少电容器，若低于0.8属无功补偿自动投入电容器。

3. 配电网无功补偿方法及优化 主要概论

其实你遇到的问题是很常见，处理起来也很简单的。我们处理过很多。

通常，1000KVA的变压器，供电局是采用高压计量，就是说，电表是在你的变压器之前，计量的时候，不仅仅计量了你的用电设备，也把变压器一起做了计量。

高压计量常常遇到的问题是：轻载时功率因数偏低，低压侧的无功补偿装置无法补偿到位。原因就是补偿装置在低压侧，无法补偿变压器的无功需求。

处理原理：补偿变压器的无功需求。

处理方法：有两种，选择其一即可。

1、在高压侧皆一个固定电容器，补偿变压器的无功功率。此法需要供电局同意，而且是在高压侧操作，要求较高。固定电容器的容量，要依据变压器的规格和参数来计算。

2、在低压侧补偿。依据轻载的实际情况，在低压侧采用过补偿方式，对变压器无功功率做补偿。此法要求现场测试，可以用固定电容器，也可以调整补偿装置的参数来实现。

不论采用那种方式，请由有自制的电力技术人员和电工实施，安全第一！ 

4. 配电网无功补偿容量

变压器负载率大于60%，功率因数考核标准为0.9时，无功补偿在0.86～0.95间波动属正常范围。月平均功率因数低于该值罚款，高于该值奖励。计算公式：有功电度+变损有功电度/根号(有功电度+变损有功电度)平方+(无功电度+变损无功电度)平方

配电网无功补偿的主要方式有五种：变电站补偿、配电线路补偿、随机补偿、随器补偿、跟踪补偿。

意义

⑴ 补偿无功功率，可以增加电网中有功功率的比例常数。

⑵ 减少发、供电设备的设计容量，减少投资，例如当功率因数cosΦ=0.8增加到cosΦ=0.95时，装1Kvar电容器可节省设备容量0.52KW；反之，增加0.52KW对原有设备而言，相当于增大了发、供电设备容量。因此，对新建、改建工程，应充分考虑无功补偿，便可以减少设计容量，从而减少投资。

⑶ 降低线损，由公式ΔΡ%=（1-cosθ/cosΦ）×100%得出其中cosΦ为补偿后的功率因数，cosθ为补偿前的功率因数则：

cosΦ>cosθ，所以提高功率因数后，线损率也下降了，减少设计容量、减少投资，增加电网中有功功率的输送比例，以及降低线损都直接决定和影响着供电企业的经济效益。所以，功率因数是考核经济效益的重要指标，规划、实施无功补偿势在必行。

电网中常用的无功补偿方式包括：

① 集中补偿：在高低压配电线路中安装并联电容器组；

② 分组补偿：在配电变压器低压侧和用户车间配电屏安装并联补偿电容器；

③ 单台电动机就地补偿：在单台电动机处安装并联电容器等。

加装无功补偿设备，不仅可使功率消耗小，功率因数提高，还可以充分挖掘设备输送功率的潜力。

确定无功补偿容量时，应注意以下两点：

① 在轻负荷时要避免过补偿，倒送无功造成功率损耗增加，也是不经济的。

② 功率因数越高，每千伏补偿容量减少损耗的作用将变小，通常情况下，将功率因数提高到0.95就是合理补偿。

5. 配电网无功补偿优化目标函数

无功补偿的计算公式及计算方法

一、无功补偿容量怎么计算？

没目标数值怎么计算？

若以有功负载1KW，功率因数从0.7提高到0.95时，无功补偿电容量：

功率因数从0.7提高到0.95时：

总功率为1KW，视在功率：

S＝P/cosφ＝1/0.7≈1.4(KVA)

cosφ1＝0.7

sinφ1＝0.71(查函数表得)

cosφ2＝0.95

sinφ2＝0.32(查函数表得)

tanφ＝0.35(查函数表得)

Qc＝S(sinφ1－cosφ1×tanφ)＝1.4×(0.71－0.7×0.35)≈0.65(千乏)

二、无功补偿计算公式

1、无功补偿需求量计算公式：

补偿前：有功功率：

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有功功率：

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补偿后：有功功率不变，功率因数提升至

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，则补偿后视在功率为：

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补偿后的无功功率为：

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补偿前后的无功差值即为补偿容量，则需求的补偿容量为：

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其中：

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2、据此公式计算，如果需要将功率因数提升至0.9，在30%无功补偿情况下，起始功率因数为：

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即：

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即：当起始功率因数为0.683时，在补偿量为40%的情况下，可以将功率因数正好提升至0.9。

6. 配电网无功补偿及优化研究内容及方法

无功补偿不会导致线损过高。反而会降低线损。这是因为：

（1）线路中的总电流＝有功电流＋无功电流。无功补偿的结果的是降低了线路中的无功电流。这样就降低了线路中的总电流，根据公式 线损＝总电流的平方x线路电阻。

由于线路电阻不变，当无功补偿降低了线路中的总电流值时，线损值肯定会降低。

7. 配电网无功补偿发生器设计

SVG的基本结构：

静止型无功发生器(链式SVG)由三部分组成控制部分、功率部分、启动部分。

控制部分主要由计算机、控制板卡、采样板卡、驱动板卡等组成，通过采用板卡采样、控制芯片计算、驱动板卡触发信号使功率部分进行工作;功率部分是 SVG的核心，由电力半导体桥式变流器组成，其基本电路结构为电压型桥式逆变电路。电压型桥式电逆变路主要由直流电容和逆变桥组成，直流电容作为桥式变流器储能元件输出直流电压通过逆变桥将直流电压逆变为交流电压，再通过启动部分的连接电抗器并入电网中，其中连接电抗器起到防止过电流、滤除纹波和连接两个电压源的作用，启动部分中还有启动电阻和旁路开关，启动电阻是串联在整个回路中防止启动瞬间烧毁直流电容和功率器件;旁路开关与启动电阻并联，由于设备启动柜后不需要启动电阻始终串联在电路中，为降低有功损耗通过旁路开关进行旁路，

SVG原理简述：

SVG的基本原理就是将自换相的电力半导体桥式变流器串联连接电抗器后并联在电网上，通过调节桥式变流器交流侧输出电压的幅值与电网侧的幅值进行比较，在连接电抗器的作用下，就可以使桥式变流器吸收或者发出无功，实现动态无功补偿的目的。

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