基于用电负荷不平衡实现配网动态无功补偿
配电网三相不平衡的原因及解决方案
配电网三相不平衡的原因及解决方案发表时间：2019-01-14T15:26:27.437Z 来源：《防护工程》2018年第31期作者：何有林[导读] 在使用单相的用电设备过程中，用电效率会受其影响，不断降低，致使三相负荷不均衡状态逐渐增加。
国网青海省电力公司海西供电公司青海格尔木 816000摘要：三相不平衡主要是用来衡量电能质量的重要评价标准，如果存在这一问题，将会影响整个电网系统的供电安全、效率和质量。
通常情况下，导致三相不平衡的因素主要有三相元件使用性能存在问题、线路参数设计不科学、负荷存在不对称性以及监管不严等方面，发生这一问题的直接后果是线路电流和电压不平衡，对线路产生一定的损害，降低供设备的使用寿命，严重者会发生一定的供电事故。
所以，解决三相不平衡问题，已经成为了新时期电力系统改革的重要内容，要从人、机、料、法等各环节进行优化，实现供电系统的优质高效。
关键词：配电网；三相不平衡；原因；措施一、导致配电网三相不平衡的原因分析1. 技术方面在实践当中，相关的技术人员对于装表接电等工作缺乏一定的专业认识，尤其是三相负荷平衡方面的理论知识、应用技术以及控制方法等等，导致具体工作过程中意识缺乏，操作不当，引发了三相不平衡的问题，比如说线路换位不完善、线路参数不平衡等等，工作方面存在一定的盲目性和随意性，没有合理进行统筹分配。
除此以外，我国的大多数电路，对于动力供电和照明供电方面没有进行分类设置，因此，在使用单相的用电设备过程中，用电效率会受其影响，不断降低，致使三相负荷不均衡状态逐渐增加。
2.使用方面作为用电终端，对于电力供应的使用情况，也是影响配电网三相不平衡的主要因素，最明显的表现就是用户对电量的使用不平稳，突然间的增加都会产生三相不平衡现象，除此以外，一些为了建筑施工、线路改装等所产生的拆迁、仪表更换等行为也会导致用电量变化，从而影响三相稳定。
与此同时，在现实当中，用电情况会存在一定的临时性和季节性，致使用电总量、用电集中情况、用电时间上有所变化，影响配电网供电需求，用电负荷随之改变，三相不平衡现象也随之发生。
浅谈无功动态补偿装置svc在低压配电系统中的应用
应用科技浅谈无功动态补偿装置SV C在低压配电系统中的应用梁静丽(广西南亚电器有限公司，广西南宁530007)￡Ii奄要]分析了SV C无功动态补偿装置基本组成，并从控制器、中央控制站、就地控制单元等部分介绍了SV C装置的控静J原理。
最后分析了S V C装置在0．4K V低压配电系统应用中的综合经济效益。
甚蝴】无功动态补偿；SVC；低压配电系统随着工农业生产的迸—步扩大，电力用户对供电可靠性和电能质量水平也提出了更高的要求。
在低压大容量配电网中，由于电力负荷需求波动较大，电压稳定水平较低，传统并联电容补偿装置调节电网因素的方法并不理想，幸卜嗟装置无法根据负荷波动的实际情况实时的进行无级调节，而且当电网电压较高时；电容补偿装置常常出现无法投入等现象，严重影响配电系统的供电质量水平。
因此，低压配网中迫切需要一种能够根据配电网运行特性实现无级调节自动投切的动态无功补偿装置。
1s vc无功动态补偿装置基本组成在配电系统中，电力负荷包括感性负荷和容性负荷两大类。
在低压配电网中，无论是工业生产用电负荷还是居民用电负荷，其绝大部分是感性负荷，即低压配电网在运行时，电力负荷不断从配电网吸收大蠡无功功率，如果此时不能通过外部干扰进行无功功率补偿，就会出现系统无功容量不足，造成配电网功率因数和供电电能质量的剧烈降低。
当配电网中安装了SV C可控硅动态无功补偿装置后，就可以根据系统运行工况特性，实时进行系统无功功率补偿，减少了无功功率在低压电网中的流动，从而降低输电线路和变压器在输送无功功率过程中的电能综合能耗，有效提高低压配电网的功率因数和电能质量水平，保障配电系统高效经济的运行发展。
晶闸管相控电抗器(TC R)电路是SV C装置进行实时无功动态补偿的重要结构。
2SV C装置的控制原理从前面分析可知，S V C装置之所以能够实现对配电网无功功率的动态补偿，主要靠根据系统实际运行工况特性实时调节晶闸管阀组的导通角。
电网动态无功补偿技术若干问题研究
电网动态无功补偿技术若干问题研究摘要:随着高电压、大功率电力的半导体器件的发展和应用,功率变换技术逐渐完善,电力电子装置的广泛应用,对无功功率快速动态补偿的需求越来越大,无功功率平衡是降低电网损耗,保证电力系统电能的质量以及安全运行不可或缺的部分,电网动态无功补偿技术不仅能够改善供电系统的安全性和稳定性,而且对抑制过电压以及电压的跌落具有重要的作用和价值。
对电的提高用电效率和输电能力具有重要的作用和价值。
关键词:电网无功补偿技术问题1 电网动态无功补偿技术的作用近年来,随着我国到大功率非线性负荷的不断的增加,电网的谐波污染以及无功冲击的不断上升,无功调节手段的缺乏造成母线电压随着运行方式的变化,导致电网系统中稳定性受到严重的影响,电网动态稳定性与无功功率的有效性有很大的关系。
电网动态无功补偿技术是一项提高电压稳定性的有效并且经济的措施,也是保证电网安全性稳定性以及战略防御的客观需求[1]。
在电网系统中采用这种技术不仅能够提高输电能力以及保证电压的稳定性,而且对提高配电网电能的质量的综合指标,改善系统的静态以及动态的品质具有重要的作用。
电网动态无功补偿技术在输电系统中作用主要有以下几点:(1)电网动态无功补偿技术能够提高电力系统的功率因数,减少无功潮流降低网络损坏,从而能够节约电能资源;(2)调节系统的电压,改善电能的质量;(3)动态无功补偿技术对提高配电系统的暂态稳定性和静态稳定性,限制操作过电压具有重要的作用和价值;(4)能够抑制次同步振荡和加强对低频振荡的阻尼;(5)减少电流和电压的不平衡。
减少线路的损失等作用。
2 电网动态无功补偿技术发展状况电网动态无功补偿技术从带旋转的机械方式到目前的电力电子元件的应用,其发展历程可以分为以下几个阶段:(1)同步调相机,这个阶段的无功补偿技术呈现的特点主要是噪声大、响应速度慢、、技术陈旧、能量损耗大等特点;(2)开关投切电容器,这个阶段的动态无功补偿技术补偿方式响应速度慢并且连续可控制性相对比较差;(3)晶闸管投切电容器和晶闸管控制电容器装置,在这个阶段中装置主要采用晶闸管串联控制技术,不仅损耗下、速度快、而且控制灵活、是一种实用性强,并且相对成熟的技术;(4)静止无功发生器,这个阶段主要采用可关断器件串联技术,这种技术速度快、占地面积小、控制灵活方便,这种技术是目前比较先进的一种技术。
配电网中无功补偿的主要作用
二、电网分类、特点和无功问题
3、无功问题 从物理概念来解释容性无功功率：由于电容器是贮藏电场 能量的元件，当电容器加上交流电压后，电压交变时，相应的 电场能量也随着变化。当电压增大，电流及电场能量也就相应 加强，此时电容器的电场能量就将外电源供给的能量以电场能 量形式贮藏起来；当电压减小和电场能量减弱时，电容器把电 场能量释放并输回到外面电路中。交流电容电路不消耗功率， 电路中仅是电源能量与电场能量之间的往复转换。
二、电网分类、特点和无功问题
3、无功问题 无功：电网中电力设备大多是根据电磁感应原理工作的， 他们在能量转换过程中建立交变的磁场，在一个周期内吸收的 功率和释放的功率相等。电源能量在通过纯电感或纯电容电路 时并没有能量消耗，仅在负荷与电源之间往复交换，在三相之 间流动，由于这种交换功率不对外做功，因此称为无功功率。 无功分类： 感性无功：电流矢量滞后于电压矢量90° 如电动机、变压器、晶闸管变流设备等 容性无功：电流矢量超前于电压矢量90° 如电容器、电缆输配电线路等 基波无功：与电源频率相等的无功（50HZ） 谐波无功：与电源频率不相等的无功
二、电网分类、特点和无功问题
2、特点 配电网在拓扑结构以及电气参数上都有不同于输电网的特 点，因此在规划过程中采取适用于配电网自身特性的潮流计算 方法尤为重要，下面介绍配电网的几个重要特点： 1) 配电网闭环设计、开环运行，一般呈辐射状拓扑结构， 只有在倒换负荷或故障时才有可能出现暂时的闭环运行情况； 2) 配电网的电力线路一般比输电网的细，导致线路电阻较 输电网的大，则支路参数比值较大，一般在1~3 之间，不满足 R<<X； 3) 配电网络中节点基本都是PQ节点； 4) 配电网的三相负荷不对称问题比较突出，但在配电网规 划时可以不考虑三相不平衡问题。
无功补偿对电力系统电压平衡的提升
无功补偿对电力系统电压平衡的提升电力系统中，电压的稳定是保障电力供应质量和正常运行的重要因素之一。
而无功补偿技术则是一种有效的手段，可以提升电力系统的电压平衡。
本文将从无功补偿的作用机制、无功补偿对电力系统电压稳定性的影响以及无功补偿的实际应用等方面进行探讨。
一、无功补偿的作用机制无功补偿是指通过补偿电力系统中的无功功率，以提升电网的功率因数和电压质量。
在电力系统中，无功功率由电感负载和电容负载所产生，无功功率的存在会导致电压波动、电压不平衡等问题。
而无功补偿技术则是通过串联和并联无功器件的调节，来产生等大而相反的无功功率，从而实现电力系统中的无功补偿。
二、无功补偿对电力系统电压稳定性的影响1. 提高电压质量无功补偿技术在电力系统中能够减少或消除无功功率的影响，从而提高电压质量。
通过在电力系统中引入无功补偿设备，可以有效地控制电网的无功功率，并减少无功功率对电压造成的波动。
因此，无功补偿对电力系统的电压稳定性有着显著的提升作用。
2. 减少电压偏差电力系统中，电压偏差是指电压在正常工作条件下出现的异常波动情况。
电压偏差的存在会影响电力设备的正常运行和电能质量的保证。
而无功补偿技术可以通过提供适当的无功功率补偿，来减少电压偏差的发生，从而提升电力系统的电压平衡能力。
三、无功补偿的实际应用1. 配电网中的无功补偿在配电网中，无功补偿技术可以通过安装无功补偿装置，来平衡配电网中的电压，改善电压质量。
例如，通过并联无功补偿装置来提高电压的稳定性，减少电压波动，进而提高供电质量。
2. 高压输电线路的无功补偿在高压输电线路中，无功补偿技术可以通过串联无功补偿装置，来调整电压平衡和稳态电压的稳定性。
通过无功补偿装置的控制，实现对电力系统中无功功率的有效调节，从而提升电力系统的电压平衡能力。
3. 无功补偿在电力系统规划中的应用在电力系统规划中，无功补偿技术也扮演着重要的角色。
通过合理规划和设计无功补偿系统，可以降低系统的无功损耗，提升电力系统的稳定性和运行效率。
配电变压器三相负荷不平衡原因及调整方法
配电变压器三相负荷不平衡原因及调整方法摘要：目前，由于我国大部分的低压配电系统都是采用的三相四线制的接线方式，这样会造成单相负载不均衡问题的出现，从而导致变压器输出侧处在三相不平衡的状态下。
配电变压器长期处于三相不平衡的运行状态，会导致变压器损耗、电动机有功输出降低，加大了配电线路损耗、降低了变压器的输出、损坏客户用电设备等现象出现。
采取切实可行、经济合理的补偿抑制措施，提高其电能质量确保系统的安全、可靠和经济运行。
关键词：配电变压器；三相负荷；不平衡在电力系统中，如果三相电流幅值不一致，并且超出了规定范围，那么就可以说是三相负荷不平衡。
通常情况下，国家相关技术标准要求三相负荷电流不平衡度应在15%以内。
在配电变压器运行过程中，三相负荷不平衡会给各个方面造成严重的影响，包括安全管理、电压质量以及线损管理等。
1造成配电变压器三项负载不平衡的原因1.1管理方面的原因对配电变压器三项负载不平衡的问题没有给予足够的重视，也没有制定相应的考核管理办法，对其进行管理时，具有一定的盲目性、随意性；运维人员对配电变压器三项负载的管理也比较放松，所以导致变压器长期处于三项负载不平衡的状态。
1.2电网架构的问题对于电网架构的改造不够彻底，电网结构一直相对比较薄弱，运行的时间也比较长。
另外，单相低压线路的问题一直没有得到改善，而且线路都是动力和照明的混合，用户的单相用电设备较多，这些设备的功率都较大，使用时多采用单相的电源，使用的几率也不一致，从而导致配电变压器容易处于三项负载不平衡的状态，同时，还增加了管理的难度。
2三相负荷不平衡的危害2.1对配电变压器的危害造成配电变压器出力减小。
配电变压器绕组结构是按负载平衡运行工况设计的，各相性能基本一致，额定容量相等。
配电变压器的最大允许出力受到每相额定容量的限制，当其在三相负荷不平衡工况下运行，负荷轻的一相就有富余容量，从而使其出力减少。
三相负荷不平衡越严重，配电变压器出力减少越多。
配电网无功补偿技术应用
配电网无功补偿技术应用【摘要】采用无功补偿可以提高功率因数，降低线损，减少线路末端电压降落，提高设备利用率，是一项投资少、收益快的节能措施。
本文根据无功补偿的原则提出了配电网络进行无功补偿配置的方法。
【关键词】无功补偿，配电网，实例计算，补偿配置。
一、前言随着社会经济的发展，电网负荷增长迅速，网络结构日益复杂，新电源的不断投入，改变了整个电网的电源分布，其中无功功率分布不合理，造成线路损耗过大，尤其是配电网络功率因数过低、配电线路末端电压水平不高的现象普遍存在。
因此，降低电网损耗，提高配电网电压水平，具有重要的现实意义。
无功补偿作为电网安全、经济运行的一个重要调整手段，其作用是显著的。
二、无功补偿的作用2.1、提高功率因数，降低线路损耗线路中感性负荷电流相位滞后于电压一个角度φ，并联电容器接入电网后，产生容性电流，该电流相位超前电压90°，由于同一时刻容性电流与感性电流相位相反，使得电网功率因数角φ较补偿前减小了，从而使功率因数值得到了提高。
三相负荷电流的有功功率损耗为：（1）式中：——有功功率损耗；——线电压；——线电流；——电阻；——输送有功功率；——功率因数。
从式（1）中可以看出，有功功率损耗与功率因数的平方成反比，无功补偿使得功率因数提高后，将会降低。
当功率因数从0.70提高到0.97时，有功功率损耗降低了一半，降损效果非常明显。
2.2、改善电能质量，提高线路电压水平电网负荷经过线路时产生的电压损失简化计算如下：（2）式中：——线路额定电压，kv；——线路电阻，；——输送的有功功率，kw；——线路电抗，；——输送的无功功率，kvar。
安装补偿设备容量后，线路电压降为，如下式所示：（3）综合（2）、（3）式可知，接入无功补偿容量后，线路末端电压升高如下：（4）由于越接近线路末端，电抗越大，从式（4）中可知，越靠近线路末端装设无功补偿装置，电压降低越少。
2.3、提高设备供电能力，提升设备利用率2.3.1、在设备容量不变的条件下，视在功率s是一定的，视在功率与有功功率、无功功率的关系如下：（5）由于无功补偿提高了功率因数，可以少输送无功功率，因此电网可多送有功功率，提高电网输电能力，计算如下：（6）式中：——无功补偿后的功率因数；——无功补偿前的功率因数；s——视在功率。
低压配电网三相不平衡治理措施
摘要：在低压三相线配电系统的运行过程中，由于负载分布不均匀，使低压三相线配电系统运行过程中随机性强，三相电流不平衡现象较为普遍。通常来讲，三相电流不平衡没有固定的规律，因此导致低压配电网的质量和水平有很大的影响。即使在低压配电网的运行和维护的过程中，三相不平衡也是一个非常普遍和重要的问题。因此，本文通过对低压配电网三相不平衡治理措施进行研究和分析，探讨了配电网三相负荷不平衡危害，并提出了如何治理低压配电网三相不均衡的策略，为未来的低压配电网三相不平衡治理的发展提供一些参考和建议。
（2）调整三相负荷不平衡
随着我国电网的发展，目前的三相线电网的发展还并未成熟，无法通过该系统确定用户用电的数值以及用电的位置等。三相负载电流可以通过相互换向的方法适当地分配电流，有效地控制不平衡负载并集中在同一位置。在这个阶段，家用开关的切换速度可能达到约1秒。这意味着用户可以在调整的过程中立即关闭电源。因此，该设备可以达到在低电压的情况下实现设备的灵敏度，有效地控制了三相不平衡的现象。
三相不平衡电流在三相电力系统中以负载的形式表示。通过瞬时无功功率理论检测负相电流可以控制三相不平衡。该理论的核心思想是根据负频率、无功功率、谐波电流和系统电压的特性提取负载值。基于该理论开发了各种具有反应性和谐波检测算法。为了实现集成电能质量管理系统的多功能性，通过电流检测算法实现具有一定的谐波控制能力，利用瞬时无功功率理论实现了三相不平衡和无功补偿，既保证了无功功率补偿容量和相应的电能质量综合管理装置的速度，另一方面消除了某些分谐波产生的影响。
1.配电网三相负荷不平衡危害
（1）损害配电网运行安全
在配电网运行的过程中，由于三相负载不平衡会极大的损害配电网安全运行。三相负载不平衡主要是由于配电网系统运行不平衡，同时三相负载之间没有建立平衡关系和对称关系，就会产生三相负载的电流，同时会存在更明显的不对称性，当前相位角相差120度，并且中性线上存在明确的负载电流。在配电网运行的过程中，负载电路会引起系统的电流波动，出现三相电压不平衡的现象。
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基于用电负荷不平衡实现配网动态无功补偿在电力系统中，无功功率是一种必不可少的功率，它在电力网络中起
着维持电压稳定、调节电网负荷、改善系统性能和降低能耗等重要作用。
然而，由于电力负荷的不均衡性，使得电网中的无功功率不平衡，这将导
致电压波动、系统效率下降和能源浪费等问题。
为了解决这些问题，配网
动态无功补偿技术应运而生。
配网动态无功补偿是指根据电力系统实时负荷情况，通过调整无功功
率的注入和吸收，使系统的无功功率保持在合理的范围内，以达到维持电
力系统的电压稳定和提高系统效率的目的。
其主要特点是能够根据系统的
负荷变化实时调整无功补偿容量，并能够对不平衡负荷进行动态补偿，从
而减小系统的负荷不平衡度，提高系统的运行效率和电能质量。
配网动态无功补偿技术主要包括无功发生器和无功补偿器两大类。
无
功发生器主要通过静动态电容器、电抗器等装置来产生或吸收无功功率，
从而调整系统的无功功率平衡。
无功补偿器则主要通过智能控制器和电力
电子器件来对无功功率进行补偿。
通过实时采集电网的负荷信息以及电压
和电流信息，智能控制器可以快速计算出无功补偿的需求，并通过电力电
子器件将相应的无功功率注入或吸收到电力系统中，以实现系统的无功功
率调节和负荷均衡。
配网动态无功补偿技术的实现主要是基于先进的数字信号处理和智能
化控制策略。
通过高精度的采样和快速的数据处理，配网动态无功补偿系
统能够实时监测电网的负荷和电压情况，并根据预设的控制策略和算法进
行无功补偿容量的调节。
智能控制器能够自动识别系统的无功不平衡问题，并根据负荷变化和无功补偿容量的需求进行补偿，从而实现系统的无功功
率平衡和负荷均衡。
配网动态无功补偿技术的应用可以显著改善电力系统的电压稳定性和运行效率。
通过补偿系统的无功功率，可以有效地减小系统的负荷不平衡度和电压波动，提高系统的电能质量和供电可靠性。
此外，配网动态无功补偿技术的应用还可以节约能源、降低能耗，并促进电力系统的可持续发展。
总之，基于电力负荷不平衡实现配网动态无功补偿技术是解决电力系统无功功率不平衡问题的关键技术之一、通过实时监测和调节系统的无功功率，可以提高电力系统的电压稳定性和运行效率，减小系统的负荷不平衡度，提高系统的供电可靠性和电能质量，促进电力系统的可持续发展。
配网动态无功补偿技术的研究和应用前景广阔，将对电力系统的高效运行和能源节约产生积极的影响。