前面提到的四种补偿方式,前三种均采用了根据功率因素实时分组投切的自动控制技术。其补偿的目的都是实现本级变压器实现就地无功平衡,对于网络或线路上的无功缺失无能为力。第四种补偿方式能实现这个要求,但现阶段采用的杆上无功补偿均采用固定容量全时段投入的方式,不能根据网络要求实现自动投切,达不到全时自动补偿的目的。本文拟探讨如何实现在中压配电线路上进行智能无功补偿。
二、智能无功补偿的基本原则
1、线路补偿点的选择
在10kV线路上进行并联电容器补偿,如果补一组,一般安装在线路长度的2/3处,如果补二组,一般安装在线路长度的2/5和4/5处,如果补三组,一般安装在线路长度的2/7、4/7、6/7处,具体安装地点可视线路正常运行情况下无功潮流而定。由于本文讨论实现自动控制,因此多组安装效果好于单组安装。建议有条件的按照二至三组进行配置,一般不宜大于三组。
2、补偿容量的确定
各条10kV线路状况千差万别,补偿容量应根据各线路特性单独制定,而不应该简单的按照线路安装变压器容量确定。可以调用调度自动化系统中的无功曲线进行分析,以补偿到无功曲线基本平直为准,不应出现无功到送。以此确定补偿的总容量,然后根据曲线的具体情况和线路的无功分布情况,确定分几组,以实现在时间段和线路分段上的就地平衡。如线路无功平均分布,则补偿容量平均分配;线路无功以某段为多,则重点补某段。尽量做到靠近无功负荷中心,实现就地平衡。如无功曲线出现明显的台阶,则容量参考台阶确定,以实现不同时段的完美补偿,比如峰谷时段的巨大差距。
三、智能无功补偿的硬件选择与组装形式
本智能无功补偿系统拟采用的主要线路设备为跌落式熔断器、避雷器、晶闸管投切电路、电容器。
保护从简配置,采用跌落式熔断器和避雷器作为过电流和过电压保护,按照常规选择即可。此处重点讨论晶闸管作为电容器投切开关的好处。当使用断路器将电容器投入电网时,一方面有可能产生拉弧等现象,这种拉弧会减少断路器的动作次数,不能频繁投切;另一方面由于机械断路器触头动作时间的分散性,难以实现同步,不可避免地产生过渡过程,会造成系统振荡,特别是频繁投切断路器会使系统不稳定。使用晶闸管作为开关,与机械投切电容器相比,晶闸管开关是无触点的,它的操作寿命几乎是无限的,而且晶闸管的投切时刻可以精确控制,能够快速无冲击地将电容器接入电网,大大减小了投切时的冲击涌流和操作困难,所以从开关角度来看,晶闸管比传统断路器投切具有明显优势。通过对电容器组进行分相投切,实现了补偿效果快速、准确、无冲击、无过电压和避免无功倒送等功能,做到快速跟踪检测负荷变化和进行分相补偿。另外,晶闸管控制不需要机械开关开合所需的大控制电流,便于精简控制电源储能蓄电池容量。