国内外无功补偿研发现状与发展趋势

国内外无功补偿研发现状与发展趋势一、本文概述随着电力电子技术的快速发展和电力系统的日益复杂化，无功补偿技术在电力系统中扮演着越来越重要的角色。无功补偿不仅能够提高电力系统的功率因数，降低电网的能耗，还能提高电力系统的稳定性和供电质量。因此，对无功补偿技术的研究、开发和应用具有非常重要的意义。本文旨在全面概述国内外无功补偿技术的研发现状，探讨其发展趋势，以期为我国无功补偿技术的发展提供有益的参考和借鉴。本文将对无功补偿技术的基本原理和分类进行简要介绍，以帮助读者更好地理解无功补偿技术的本质。然后，重点分析国内外无功补偿技术的研发现状，包括技术原理、实现方式、应用领域等方面的进展和突破。接着，通过对比分析，总结国内外无功补偿技术的优缺点，以及存在的挑战和问题。在此基础上，本文进一步探讨无功补偿技术的发展趋势。随着新材料、新技术、新工艺的不断涌现，无功补偿技术有望在未来实现更大的突破和进步。例如，新型无功补偿装置的研发、智能化和自适应技术的应用、与可再生能源的融合发展等，都将是未来无功补偿技术发展的重要方向。本文还将对我国无功补偿技术的发展提出建议和展望。通过加强技术研发、推动产业升级、拓展应用领域等措施，我国无功补偿技术有望在未来实现更大的发展和突破，为电力系统的安全、稳定、高效运行提供有力支撑。二、国内外无功补偿技术研发现状无功补偿技术是一种用于改善电力系统功率因数，提高电网运行效率的关键技术。近年来，随着全球能源结构的转型和电力系统的智能化发展，无功补偿技术在国内外均取得了显著的研发进展。在国内，无功补偿技术的研发和应用得到了广泛的关注和支持。一方面，国内科研机构和企业通过引进消化吸收再创新，不断提升无功补偿设备的性能和可靠性。例如，一些企业成功研发出了具有自主知识产权的动态无功补偿装置，这些装置能够实时监测电网的无功需求，并快速响应，有效提高了电网的功率因数。另一方面，随着智能电网和新能源的大规模接入，国内对无功补偿技术的需求也日益增长。因此，国内的一些高校和研究机构也在积极探索新的无功补偿技术，如基于人工智能的无功优化算法、基于大数据的无功预测技术等，这些技术为电力系统的稳定运行和节能降耗提供了有力支持。在国际上，无功补偿技术的研发同样取得了显著的成果。一些发达国家在无功补偿技术方面具有较高的研发水平和丰富的应用经验。例如，欧美的一些知名电力设备制造商，如ABB、西门子等，他们通过不断创新和研发，推出了一系列高效、可靠的无功补偿设备，为全球电力系统提供了优质的解决方案。随着全球能源互联网的建设和发展，跨国能源互联和跨国电力交易逐渐成为趋势，这对无功补偿技术的全球化和标准化提出了更高的要求。因此，国际上的一些标准化组织和研究机构也在积极推动无功补偿技术的标准化和国际化进程。国内外在无功补偿技术研发方面均取得了显著的进展，但仍然存在一些挑战和问题。例如，如何进一步提高无功补偿设备的性能和可靠性、如何降低设备的成本、如何更好地适应新能源和智能电网的发展等。未来，随着科技的不断进步和应用需求的不断增长，无功补偿技术将继续得到深入的研究和发展。三、国内外无功补偿技术发展比较无功补偿技术在国内外的发展各有其独特之处，但也存在一些共性。从技术层面来看，国内外在无功补偿技术方面都在不断地进行研发和创新，以实现更高效、更稳定、更环保的电力供应。在国内，无功补偿技术的发展主要得益于国家政策的推动和电力市场的不断扩大。近年来，随着新能源、智能电网等领域的快速发展，国内的无功补偿技术也得到了快速的提升。一些国内知名的电力设备和解决方案提供商，如国电南瑞、许继电气等，都在无功补偿技术方面取得了显著的成果。国内的一些高校和研究机构也在无功补偿技术的研发和应用方面进行了大量的研究和实践，为推动国内无功补偿技术的发展做出了积极的贡献。与此同时，国外的无功补偿技术也在不断地进行更新和升级。一些国际知名的电力设备制造商，如ABB、西门子等，都在无功补偿技术方面投入了大量的研发资源，推出了多种高效、可靠的无功补偿设备和解决方案。国外的一些高校和研究机构也在无功补偿技术的研发和应用方面进行了深入的研究和探索，为推动全球无功补偿技术的发展提供了重要的支持。从发展趋势来看，国内外的无功补偿技术都将朝着更高效、更智能、更环保的方向发展。一方面，随着新能源、智能电网等领域的快速发展，无功补偿技术将需要更好地适应和满足这些领域的发展需求。另一方面，随着数字化、网络化等技术的不断应用和推广，无功补偿技术也将逐步实现智能化和自动化，提高电力供应的效率和稳定性。随着环保意识的不断提高，无功补偿技术也需要更加注重环保和可持续发展，推动电力行业的绿色转型。国内外的无功补偿技术在发展上各有其优势和特点，但也存在一些共性和发展趋势。未来，随着新能源、智能电网等领域的快速发展和数字化、网络化等技术的不断应用和推广，无功补偿技术将迎来更加广阔的发展空间和更加严峻的挑战。因此，我们需要进一步加强技术研发和创新，提高无功补偿技术的水平和应用效果，为推动电力行业的可持续发展做出更大的贡献。四、无功补偿技术的发展趋势随着全球能源结构的转型和电力系统的智能化发展，无功补偿技术正面临前所未有的发展机遇。未来，无功补偿技术将朝着以下几个方向发展：智能化与自动化：随着人工智能、大数据等技术的不断进步，无功补偿设备将逐渐实现智能化和自动化。通过实时监测电网运行状态，智能无功补偿系统能够自动调整补偿容量和方式，确保电网的稳定运行。高效化与节能化：随着对能源利用效率要求的提高，无功补偿技术将更加注重节能和高效。新型无功补偿设备将采用更先进的电力电子技术和控制策略，减少自身能耗，提高补偿效率。模块化与标准化：为了适应不同规模和类型的电网需求，无功补偿设备将趋于模块化设计。同时，随着国际标准的不断完善，无功补偿设备的标准化程度将进一步提高，便于设备的互换和升级。绿色环保与可持续发展：在全球环保意识的提升下，无功补偿技术的发展将更加注重环保和可持续性。新型无功补偿设备将采用环保材料和生产工艺，减少对环境的影响。同时，通过优化电网运行方式，减少无功损耗，有助于实现电网的绿色可持续发展。多元化与定制化：随着电力市场的多元化发展，无功补偿技术将满足不同用户的定制化需求。从大型电网到分布式微电网，从工业用电到居民用电，无功补偿技术将提供多样化、个性化的解决方案。无功补偿技术在未来将继续创新和发展，为电力系统的稳定运行和高效利用提供有力支持。随着技术的进步和应用领域的拓展，无功补偿技术将为全球能源结构的转型和电力系统的智能化发展作出重要贡献。五、结论与建议技术发展现状：当前，国内外无功补偿技术均取得了显著的进步。国内在无功补偿装置的研发和生产上，已经具备了一定的规模和实力，尤其在电容器、静止无功补偿器（SVC）和静止无功发生器（SVG）等领域，技术日趋成熟。而国外在无功补偿技术的研究和应用上，更加注重先进性和创新性，如柔性交流输电系统（FACTS）和新型电力电子装置等，均取得了重要突破。发展趋势：未来，随着电力系统的不断发展和智能化水平的提升，无功补偿技术将朝着更高效、更智能、更环保的方向发展。具体而言，基于人工智能和大数据技术的无功优化和智能控制将成为研究热点；同时，新型无功补偿装置，如超导无功补偿装置和基于新能源的无功补偿装置，将有望得到更广泛的应用。加强技术研发：国内应继续加大对无功补偿技术研发的投入，特别是在新型无功补偿装置和智能控制算法等方面，力求取得更多突破。推广先进技术：积极推广国内外先进的无功补偿技术和产品，提升电力系统的运行效率和稳定性，为我国电力行业的持续发展提供有力支撑。加强国际合作与交流：通过加强与国际先进企业和研究机构的合作与交流，引进和消化先进技术，推动我国无功补偿技术的国际化发展。培养专业人才：重视无功补偿技术领域的专业人才培养和队伍建设，为我国无功补偿技术的持续创新和发展提供坚实的人才保障。参考资料：草莓是一种广泛种植的水果，因其美味可口，营养丰富，深受全球消费者的喜爱。本文将探讨国内外草莓生产的现状以及未来发展趋势。中国是全球草莓生产大国，主要产地包括辽宁、江苏、浙江、安徽、四川等地。其中，辽宁省丹东市拥有全国最大的草莓生产面积，被誉为“中国草莓之乡”。国内草莓品种繁多，主要品种有章姬、红颜、丰香等，品质优良，口感鲜美。近年来，中国草莓生产逐渐向标准化、规模化、智能化发展。同时，随着消费者对健康饮食的重视，绿色、有机、无公害的草莓产品也日益受到市场追捧。全球草莓生产主要集中在欧洲、北美和东亚地区。其中，美国、西班牙、波兰、俄罗斯等国家是全球草莓产量最高的几个国家。国际草莓生产趋势与国内相似，也正在向标准化、规模化、智能化发展。同时，由于全球消费者对健康食品的度不断提高，绿色、有机、无公害的草莓产品已成为国际市场的主要需求。未来草莓生产的发展，将更加注重品种选育与改良。通过引进和培育新品种，提高草莓的抗病性、抗逆性、产量和品质。同时，随着消费者对草莓口感、风味和营养价值的需求不断提高，对草莓品种的选育和改良也将更加注重这些方面。随着消费者对健康食品的度不断提高，绿色有机生产将成为草莓生产的重要趋势。通过采用有机肥料、生物防治等绿色生产技术，提高草莓生产的可持续性和安全性。同时，有机草莓的生产也将成为未来市场的重要竞争点。智能化生产技术将在草莓生产中发挥越来越重要的作用。通过引入物联网、大数据、人工智能等技术，实现草莓生产的全过程监控和管理，提高生产效率和产品质量。同时，智能化生产技术也可以帮助解决劳动力短缺和人力成本上升等问题。未来草莓生产的发展将更加注重多元化市场开拓。除了传统的鲜果销售外，草莓还将被广泛应用于果酱、果酒、冻干果品等深加工领域。同时，草莓也将被用于开发保健品、化妆品等高端产品，拓展市场空间。草莓是一种具有很高经济价值的水果，未来草莓生产的发展将更加注重科技创新和市场开拓。通过品种选育与改良、绿色有机生产、智能化生产以及多元化市场开拓等措施，不断提高草莓生产的效率和品质，满足全球消费者的需求。无功补偿是一种在电力系统中广泛应用的电能质量调节技术，其目的是通过向系统注入适当的无功功率，以抵消或补偿系统中的有功功率和无功功率的不平衡，从而改善电力系统的电压水平和稳定性。本文将探讨国内外无功补偿的研发现状与发展趋势。无功补偿主要通过安装无功补偿装置实现，其基本原理是利用电容器的充放电特性来平衡系统中的无功功率。在电力系统中，无功补偿装置通常由并联电容器、静止无功补偿器（SVC）、静止无功发生器（SVG）等组成。在过去的几十年中，国内外研究者对无功补偿技术进行了广泛的研究和开发。以下是一些主要的研发成果：并联电容器技术：并联电容器是最常见的无功补偿设备之一，其研发重点主要集中在提高电容器的耐压、过载能力和寿命等方面。近年来，随着材料科学的进步，高耐压、长寿命的电容器不断涌现。静止无功补偿器（SVC）：SVC是一种动态无功补偿装置，它能在不同的负荷条件下提供精确的无功功率，提高电力系统的稳定性。近年来，SVC在国内外得到了广泛应用，其研发重点主要集中在提高响应速度、减小损耗和降低成本等方面。静止无功发生器（SVG）：SVG是一种基于电力电子技术的无功补偿装置，它具有响应速度快、调节范围广等优点。近年来，SVG的研发重点主要集中在提高容量、减小占地面积和降低成本等方面。随着电力电子技术、计算机技术和控制技术的发展，无功补偿技术的发展趋势主要体现在以下几个方面：数字化与智能化：随着计算机技术和控制技术的发展，越来越多的无功补偿装置采用数字化和智能化的控制方式。通过引入先进的算法和优化策略，实现对电力系统的实时监测和自动控制，提高系统的稳定性和可靠性。高电压等级与大容量化：随着电力系统的规模不断扩大，对无功补偿装置的高电压等级和大容量化的需求也越来越迫切。未来的无功补偿装置将需要适应更高电压等级和大容量化的需求，提高设备的可靠性和寿命。多功能化和一体化：未来的无功补偿装置将更加注重多种功能的集成，例如滤波、储能、谐波治理等。通过多功能一体化设计，降低设备成本，提高设备利用率和系统稳定性。环保与节能：随着全球环保意识的不断提高，未来的无功补偿装置将更加注重环保和节能设计。例如采用环保材料制造电容器，提高设备的能效等级等，以降低对环境的影响。无功补偿技术是电力系统中不可或缺的一部分，其发展与电力电子技术、计算机技术和控制技术的发展密切相关。随着技术的不断进步和应用需求的不断增长，未来的无功补偿技术将更加数字化、智能化、多功能化、一体化和环保节能化。随着全球对可再生能源需求的不断增长，太阳能光伏产业迅速发展，多晶硅作为太阳能光伏产业的核心原料，其市场需求也持续旺盛。同时，半导体市场的快速发展也推动了多晶硅行业的进步。本文将阐述多晶硅行业的现状，预测未来发展趋势，并进行分析和建议。近年来，全球多晶硅市场需求持续增长，市场规模不断扩大。根据市场研究机构的数据，2020年全球多晶硅市场规模达到约60亿美元，预计到2025年将达到125亿美元。目前，全球多晶硅市场主要由中国、美国、韩国、德国等国家的企业主导。其中，中国多晶硅产量占全球总产量的约50%，美国和韩国分别占比20%和15%。随着新进入者的不断涌现，市场竞争日益激烈。多晶硅按纯度可分为电子级和太阳能级。电子级多晶硅用于半导体制造，而太阳能级多晶硅主要用于太阳能光伏发电领域。随着太阳能市场的快速发展，太阳能级多晶硅的需求量不断增加。多晶硅生产技术经过多年的发展，已经实现了高效节能和低成本生产。未来，随着技术的不断进步，多晶硅生产将更加注重提高质量和降低成本，实现可持续发展。各国政府为了鼓励可再生能源的发展，出台了一系列政策和法规，以促进太阳能光伏产业的发展。这将为多晶硅行业带来更多的发展机遇。随着全球可再生能源需求的不断增加，太阳能光伏产业的市场前景非常广阔。多晶硅作为太阳能光伏产业的核心原料，其市场需求也将持续增长。多晶硅行业具有技术密集、资本密集等优势。同时，多晶硅原料丰富，可再生，具有可持续发展的潜力。多晶硅行业也存在一些劣势，如高能耗、环境污染等问题。多晶硅市场受政策影响较大，政策波动可能会对行业产生一定的影响。多晶硅行业面临着产能过剩、价格波动、国际贸易保护主义等挑战。但同时，随着政策的支持和市场的不断扩大，多晶硅行业也迎来了巨大的发展机遇。政府应加大对多晶硅行业的支持力度，通过税收优惠、补贴等政策措施，提高行业竞争力，推动行业发展。同时，应加强政策引导，促进多晶硅行业的绿色、可持续发展。企业应注重技术创新和研发，推动多晶硅生产技术的不断进步，提高产品质量和降低成本。应注重多元用途开发，拓展多晶硅的应用领域，提高其市场价值。多晶硅企业应积极拓展国内外市场，合理规划产能，避免盲目扩张。应国际政策变化和国际贸易形势，加强合作与交流，推动行业的健康发展。多晶硅行业在全球能源结构转变和绿色发展中具有重要地位。面对未来发展趋势，我们应充分把握行业机遇，克服挑战，推动多晶硅行业的可持续发展。无功补偿，全称无功功率补偿，是一种在电力供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境的技术。所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少电网的损耗，使电网质量提高。反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动，谐波增大等诸多因素。详细介绍了无功补偿的基本原理、意义、投切方式、线路、控制器、高低压装置、补偿方式、存在的问题等。电网输出的功率包括两部分：一是有功功率：直接消耗电能，把电能转变为机械能、热能、化学能或声能，利用这些能作功，这部分功率称为有功功率；二是无功功率：消耗电能，但只是把电能转换为另一种形式的能，这种能作为电气设备能够作功的必备条件，并且，这种能是在电网中与电能进行周期性转换，这部分功率称为无功功率（如电磁元件建立磁场占用的电能，电容器建立电场所占的电能）。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=8增加到cosΦ=95时，装1Kvar电容器可节省设备容量52KW；反之，增加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。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；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。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95就是合理补偿。无功就地补偿容量可以根据以下经验公式确定：Q≤UΙ0式中：Q---无功补偿容量（kvar）；U---电动机的额定电压（V）；Ι0---电动机空载电流（A）；但是无功就地补偿也有其缺点：⑴不能全面取代高压集中补偿和低压分组补偿；众所周之，无功补偿按其安装位置和接线方法可分为：高压集中补偿、低压分组补偿和低压就地补偿。其中就地补偿区域最大，效果也好。但它总的电容器安装容量比其它两种方式要大，电容器利用率也低。高压集中补偿和低压分组补偿的电容器容量相对较小，利用率也高，且能补偿变压器自身的无功损耗。为此，这三种补偿方式各有应用范围，应结合实际确定使用场合，各司其职分类。延时投切方式即俗称的"静态"补偿方式。延时投切的目的在于防止过于频繁的动作使电容器造成损坏，更重要的是防备电容不停的投切导致供电系统振荡，这是很危险的。延时投切方式用于控制电容器投切的器件可以是投切电容器专用接触器、复合开关或者同步开关（又名选相开关）。投切电容器专用接触器有一组辅助接点串联电阻后与主接点并联。在投入过程中辅助接点先闭合，与辅助接点串联的电阻使电容器预充电，然后主接点再闭合，于是就限制了电容器投入时的涌流。复合开关就是将晶闸管与继电器接点并联使用，但是复合开关既使用晶闸管又使用继电器，于是结构就变得比较复杂，成本也比较高，并且由于晶闸管对过流、过压及对dv/dt的敏感性也比较容易损坏。在实际应用中，复合开关故障多半是由晶闸管损坏所引起的同步开关是近年来最新发展的技术，顾名思义，就是使机械开关的接点准确地在需要的时刻闭合或断开。对于控制电容器的同步开关就是要在接点两端电压为零的时刻闭合，从而实现电容器的无涌流投入，在电流为零的时刻断开，从而实现开关接点的无电弧分断。由于同步开关省略了晶闸管，因此不仅成本降低，而且可靠性提高。同步开关是传统机械开关与现代电子技术完美结合的产物，使机械开关在具有独特技术性能的同时，其高可靠性以及低损耗的特点得以充分显示出来。当电网的负荷呈感性时，如电动机、电焊机等负载，这时电网的电流滞带后电压一个角度，当负荷呈容性时，如过补偿状态，这时电网的电流超前于电压的一个角度，功率因数超前或滞后是指电流与电压的相位关系。通过补偿装置的控制器检测供电系统的物理量，来决定电容器的投切，这个物理量可以是功率因数或无功电流或无功功率。下面就功率因数型举例说明。当这个物理量满足要求时，如cosΦ超前且>98，滞后且>95，在这个范围内，此时控制器没有控制信号发出，这时已投入的电容器组不退出，没投入的电容器组也不投入。当检测到cosΦ不满足要求时，如cosΦ滞后且<95，那么将一组电容器投入，并继续监测cosΦ如还不满足要求，控制器则延时一段时间（延时时间可整定），再投入一组电容器，直到全部投入为止。当检测到超前信号如cosΦ<98,即呈容性载荷时，那么控制器就逐一切除电容器组。要遵循的原则就是：先投入的那组电容器组在切除时就要先切除。如果把延时时间整定为300s，而这套补偿装置有十路电容器组，那么全部投入的时间就为5分钟，切除也这样。在这段时间内无功损失补只能是逐步到位。如果将延时时间整定的很短，或没有设定延时时间，就可能会出现这样的情况。当控制器监测到cosΦ〈95，迅速将电容器组逐一投入，而在投入期间，此时电网可能已是容性负载即过补偿了，控制器则控制电容器组逐一切除，周而复始，形成震荡，导致系统崩溃。是否能形成振荡与负载的性质有密切关系，所以说这个参数需要根据现场情况整定，要在保证系统安全的情况下，再考虑补偿效果。由于电容器是电压不能瞬变的器件，因此电容器投入时会形成很大的涌流，涌流最大时可能超过100倍电容器额定电流。涌流会对电网产生不利的干扰，也会降低电容器的使用寿命。为了降低涌流，大部分补偿装置使用电容器投切专用接触器，这种接触器有1组串联限流电阻与主触头并联的辅助触头，在接触器吸合的过程中，辅助触头首先接通，使电容器通过限流电阻接入电路进行预充电，然后主触头接通将电容器正常接入电路，通过这种方式可以将涌流限制在电容器额定电流的20倍以下。此类补偿装置价格低廉，可靠性较高，应用最为普遍。由于交流接触器的触头寿命有限，不适合频繁投切，因此这类补偿装置不适用频繁变化的负荷情况。这类补偿装置就是SVC分类中的TSC子类。由于晶闸管很容易受涌流的冲击而损坏，因此晶闸管必须过零触发，就是当晶闸管两端电压为零的瞬间发出触发信号。过零触发技术可以实现无涌流投入电容器，另外由于晶闸管的触发次数没有限制，可以实现准动态补偿（响应时间在毫秒级），因此适用于电容器的频繁投切，非常适用于频繁变化的负荷情况。晶闸管导通电压降约为1V左右，损耗很大（以额定容量100Kvar的补偿装置为例，每相额定电流约为145A，则晶闸管额定导通损耗为145×1×3=435W），必须使用大面积的散热片并使用通风扇。晶闸管对电压变化率（dv/dt）非常敏感，遇到操作过电压及雷击等电压突变的情况很容易误导通而被涌流损坏，即使安装避雷器也无济于事，因为避雷器只能限制电压的峰值，并不能降低电压变化率。此类补偿装置结构复杂，价格高，可靠性差，损耗大，除了负荷频繁变化的场合，在其余场合几乎没有使用价值。复合开关技术就是将晶闸管与继电器接点并联使用，由晶闸管实现电压过零投入与电流过零切除，由继电器接点来通过连续电流，这样就避免了晶闸管的导通损耗问题，也避免了电容器投入时的涌流。但是复合开关技术既使用晶闸管又使用继电器，于是结构就变得相当复杂，并且由于晶闸管对dv/dt的敏感性也比较容易损坏。同步开关技术是近年来最新发展的技术，顾名思义，就是使机械开关的接点准确地在需要的时刻闭合或断开。对于控制电容器的同步开关，就是要在开关接点两端电压为零的时刻闭合。同步开关技术中拒绝使用可控硅，因此仍然不适用于频繁投切。但由于同步开关相比复合开关和交流接触器更节能、更安全可靠、更节约资源，且选相开关应用了单片机技术，不仅能通过RS485通讯控制方式对多至64路电容器进行控制，还具备通讯功能，可将基层单位的电测量信息实时发送到上级电网，为国家正在发展的智能化电网无缝对接等诸多因素。瞬时投切方式即人们熟称的"动态"补偿方式，应该说它是半导体电力器件与数字技术综合的技术结晶，实际就是一套快速随动系统，控制器一般能在半个周波至1个周波内完成采样、计算，在2个周期到来时，控制器已经发出控制信号了。通过脉冲信号使晶闸管导通，投切电容器组大约20-30毫秒内就完成一个全部动作，这种控制方式是机械动作的接触器类无法实现的。动态补偿方式作为新一代的补偿装置有着广泛的应用前景。很多开关行业厂都试图生产、制造这类装置且有的生产厂已经生产出很不错的装置。当然与国外同类产品相比从性能上、元器件的质量、产品结构上还有一定的差距。这种方式采用电感与电容的串联接法，调节电抗以达到补偿无功损耗的目的。从原理上分析，这种方式响应速度快，闭环使用时，可做到无差调节，使无功损耗降为零。从元件的选择上来说，根据补偿量选择1组电容器即可，不需要再分成多路。既然有这么多的优点，应该是非常理想的补偿装置了。但由于要求选用的电感量值大，要在很大的动态范围内调节，所以体积也相对较大，价格也要高一些，再加一些技术的原因，这项技术到还没有被广泛采用或使用者很少。作为电容器组的投切开关，较常采用的接线方式如图2。图中BK为半导体器件，C1为电容器组。这种接线方式采用2组开关，另一相直接接电网省去一组开关，有很多优越性。作为补偿装置所采用的半导体器件一般都采用晶闸管，其优点是选材方便，电路成熟又很经济。其不足之处是元件本身不能快速关断，在意外情况下容易烧毁，所以保护措施要完善。当解决了保护问题，作为电容器组投切开关应该是较理想的器件。动态补偿的补偿效果还要看控制器是否有较高的性能及参数。很重要的一项就是要求控制器要有良好的动态响应时间，准确的投切功率，还要有较高的自识别能力，这样才能达到最佳的补偿效果。当控制器采集到需要补偿的信号发出一个指令（投入一组或多组电容器的指令），此时由触发脉冲去触发晶闸管导通，相应的电容器组也就并入线路运行。需要强调的是晶闸管导通的条件必须满足其所在相的电容器的端电压为零，以避免涌流造成元件的损坏，半导体器件应该是无涌流投切。当控制指令撤消时，触发脉冲随即消失，晶闸管零电流自然关断。关断后的电容器电压为线路电压交流峰值，必须由放电电阻尽快放电，以备电容器再次投入。元器件可以选单相晶闸管反并联或是双向晶闸管，也可选适合容性负载的固态接触器，这样可以省去过零触发的脉冲电路，从而简化线路，元件的耐压及电流要合理选择，散热器及冷却方式也要考虑周全。实际上就是静态与动态补偿的混合，一部分电容器组使用接触器投切，而另一部分电容器组使用电力半导体器件。这种方式在一定程度上可做到优势互补，但就其控制技术，还见到完善的控制软件，该方式用于通常的网络如工矿、小区、域网改造，比起单一的投切方式拓宽了应用范围，节能效果更好。补偿装置选择非等容电容器组，这种方式补偿效果更加细致，更为理想。还可采用分相补偿方式，可以解决由于线路三相不平行造成的损失。利用PWM整流控制技术，通过对电网的电压和电流实时采样和高性能DSP计算出电网的无功功率，实现无功功率的补偿。SVG的特点是可实现对动态连续无功补偿，并可实现感性无功和容性无功的补偿，使电网的功率因数稳定在98以上。SVG不仅对无功功率进行补偿，而且可对谐波电流实现补偿。选择哪一种补偿方式，还要依电网的状况而定，首先对所补偿的线路要有所了解，对于负荷较大且变化较快的工况，电焊机、电动机的线路采用动态补偿，节能效果明显。对于负荷相对平稳的线路应采用静态补偿方式，也可使用动态补偿装置。一般电焊工作时间均在几秒钟以上，电动机启动也在几秒钟以上，而动态补偿的响应时间在几十毫秒，按40毫秒考虑则从40毫秒到5秒钟之内是一个相对的稳态过程，动态补偿装置能完成这个过程。无功功率补偿控制器有三种采样方式，功率因数型、无功功率型、无功电流型。选择那一种物理控制方式实际上就是对无功功率补偿控制器的选择。控制器是无功补偿装置的指挥系统，采样、运算、发出投切信号，参数设定、测量、元件保护等功能均由补偿控制器完成。十几年来经历了由分立元件--集成线路--单片机--DSP芯片一个快速发展的过程，其功能也愈加完善。就国内的总体状况，由于市场的需求量很大，生产厂家也愈来愈多，其性能及内在质量差异很大，很多产品名不符实，在选用时需认真对待。在选用时需要注意的另一个问题就是国内生产的控制器其名称均为"无功功率补偿控制器"，名称里出现的"无功功率"的含义不是这台控制器的采样物理量。采样物理量取决于产品的型号，而不是产品的名称。功率因数用cosΦ表示，它表示有功功率在线路中所占的比例。当cosΦ=1时，线路中没有无功损耗。提高功率因数以减少无功损耗是这类控制器的最终目标。这种控制方式也是很传统的方式，采样、控制也都较容易实现。*"延时"整定，投切的延时时间，应在10s-120s范围内调节"灵敏度"整定，电流灵敏度，不大于0-2A。*投入及切除门限整定，其功率因数应能在85（滞后）-95（超前）范围内整定。这种采样方式在运行中既要保证线路系统稳定、无振荡现象出现，又要兼顾补偿效果，这是一对矛盾，只能在现场视具体情况将参数整定在较好的状态下工作。即使调整的较好，也无法祢补这种方式本身的缺陷，尤其是在线路重负荷时。举例说明：设定投入门限；cosΦ=95（滞后）此时线路重载荷，即使此时的无功损耗已很大，再投电容器组也不会出现过补偿，但cosΦ只要不小于95，控制器就不会再有补偿指令，也就不会有电容器组投入，所以这种控制方式建议不做为推荐的方式。无功功率（无功电流）型的控制器较完善的解决了功率因数型的缺陷。一个设计良好的无功型控制器是智能化的，有很强的适应能力，能兼顾线路的稳定性及检测及补偿效果，并能对补偿装置进行完善的保护及检测，这类控制器一般都具有以下功能：*四象限操作、自动、手动切换、自识别各路电容器组的功率、根据负载自动调节切换时间、谐波过压报警及保护、线路谐振报警、过电压保护、线路低电流报警、电压、电流畸变率测量、显示电容器功率、显示cosΦ、U、I、S、P、Q及频率。由以上功能就可以看出其控制功能的完备，由于是无功型的控制器，也就将补偿装置的效果发挥得淋漓尽致。如线路在重负荷时，那怕cosΦ已达到99（滞后），只要再投一组电容器不发生过补，也还会再投入一组电容器，使补偿效果达到最佳的状态。采用DSP芯片的控制器，运算速度大幅度提高，使得富里叶变换得到实现。当然，不是所有的无功型控制器都有这么完备的功能。国内的产品相对于国外的产品还存在一定的差距。对于这种控制器要求就更高了，一般是与触发脉冲形成电路一并考虑的，要求控制器抗干扰能力强，运算速度快，更重要的是有很好的完成动态补偿功能。由于这类控制器也都基于无功型，所以它具备静态无功型的特点。国内用于动态补偿的控制器，与国外同类产品相比有较大的差距，一是在动态响应时间上较慢，动态响应时间重复性不好；二是补偿功率不能一步到位，冲击电流过大，系统特性容易漂移，维护成本高、造成设备整体投资费用高。另外，相应的国家标准也尚未见到，这方面落后于发展。由于现代半导体器件应用愈来愈普遍，功率也更大，但它的负面影响就是产生很大的非正弦电流。使电网的谐波电压升高，畸变率增大，电网供电质量变坏。如果供电线路上有较大的谐波电压，尤其5次以上，这些谐波将被补偿装置放大。电容器组与线路串联谐振，使线路上的电压、电流畸变率增大，还有可能造成设备损坏，再这种情况下补偿装置是不可使用的。最好的解决方法就是在电容器组串接电抗器来组成谐波滤波器。滤波器的设计要使在工频情况下呈容性，以对线路进行无功补偿，对于谐波则为感性负载，以吸收部分谐波电流，改善线路的畸变率。增加电抗器后，要考虑电容端电压升高的问题。滤波补偿装置即补偿了无功损耗又改善了线路质量，虽然成本提高较多，但对于谐波成分较大的线路还是应尽量考虑采用，不能认为装置一时不出问题就认为没有问题存在。很多情况下，采用五次、七次、十一次或高通滤波器可以在补偿无功功率的同时，对系统中的谐波进行消除。适用于交流50Hz、额定电压在660V以下，负载功率变化较大，对电压波动和功率因数有较高要求的电力、汽车、石油、化工、冶金、铁路、港口、煤矿、油田等行业。环境温度：-25oC~+40oC(户外型)；-5oC~+40oC(户内型)，最大日平均温度30oC安装环境：周围介质无爆炸及易燃危险、无足以损坏绝缘及腐蚀金属的气体、无导电尘埃。无剧烈震动和颠簸，安装倾斜度<5%。适用于6kV~10kV变电站，可在I段和II段母线上任意配置1~4组电容器，适应变电站的各种运行方式。正常工作温度：-15~+50oC，相对湿度<85%，海拔高度：2000m交流电流取样：0~5A(若PT取10kV侧二次A、C线电压时，CT应取B相电流)技术特征：电压优先：按电压质量要求自动投切电容器，使母线电压始终处于规定范围。自动补偿：依据无功大小自动投切电容器组，使系统不过压、不过补、无功损耗始终处于最小的状态。记录监测：可自动或随时调出监测数据、运行记录、电压合格率统计表等(选配)。智能控制：在自动发出各动作控制指令之前，首先探询动作后可能出现的所有超限定值，减少动作次数。异常报警闭锁：当电容器控制回路继保动作、拒动和控制器失电时发出声光报警，显示故障部位和闭锁出口。安全防护：手动可退出任一电容器组的自投状态，控制器自动闭锁并退出控制。模糊控制：当系统处于电压合格范围的高端且在特定环境时如何实施综控原则是该系列产品设计的难点。由于现场诸多因素，如配置环境、受电状况、动作时间、用户对动作次数的限制等而引起频繁动作是用户最为担扰的。应用模糊控制正是考虑了以上诸多因素而使这一“盲区”得到合理解决。采用大功率晶闸管投切开关，控制器可根据系统电压，无功功率、两相准则控制晶闸管开关对多级电容组进行快速投切。晶闸管开关采用过零触发方式，可实现电容器无涌流无冲击投入，达到稳定系统电压，补偿电网无功、改善功率因数、提高变压器承载能力的目的。可广泛应用于电力、冶金、石油、港口、化工、建材等工矿企业及小区配电系统。低压无功动态补偿装置由控制器、无触点开关组、并联电容器组、电抗器、放电装置及保护回路组成，整机设计为机电一体化。低压无功动态补偿装置控制器为全新数字化设计、软硬件模块化、集成度高、电磁兼容、抗干扰能力强，有12个输出端子，可实现分相、平衡、分相加平衡三种方式补偿。适用范围广，可满足不同性质负荷的补偿需要。可根据系统电压、无功功率控制无触点开关组投切，有手动和自动两种操作模式，并具有过压切除、过压闭锁、欠压切除、超温告警等保护功能。无触点开关组是装置的主要执行元件，由晶闸管开关、散热器、风扇、温控开关、过零触发模块及阻容吸收回路构成，一体化设计单组可控最大容量为90kvar，晶闸管开关为进口元件，大功率、安全系数高。选用优质自愈式并联电容器，可按不同容量灵活编码组合，投切级数多，大容量补偿可一次到位。装置工作时由控制器实时监测系统电压及无功功率的变化。当系统电压低于供电标准或无功功率达到所设定电容器组投切门限时，控制器给出投切指令。由过零电路迅速检测晶闸管两端电压（即电容器和系统之间的电压差），当两端电压为零时触发晶闸管，电容器组实现无涌流投入或无涌流切除。安装条件电网中谐波含量符合GB/T14549中38kV条款的规定具有过流、过压、欠压、温度超限多种保护。装置能在外部故障和停电时自动退出运行，送电后自动恢复。适用于6KV、10KV的大中型工矿企业等负荷波动较大、功率因数需经常调节的变电站配电系统。本装置是根据系统电压和无功缺额等因素，通过综合测算，自动投切电容组，以提高电压质量、改善功率因数及减少线损。本装置适用于无人值守变电站和谐波电压、谐波电流满足国标GB/T14548-93规定允许值的场合。如现场谐波条件超标，可根据情况配备1%-13%的电抗已抗拒谐波进入补偿设备。高压无功自动补偿装置，由控制器、高压真空开关或真空接触器、高压电容器组、电抗器、放电线圈、避雷器和一些必要的保护辅助设备组成。数字式高压无功自动补偿控制器是根据九区图结合模糊控制原理、按电压优先和负荷无功功率以及投切次数限量等要求决定是否投切电容器组，使母线电压始终处于标准范围内，确保不过补最大限度减少损耗。在电压允许的范围内依据负荷的无功要求将电容器组一次投切到位。在投入电容器之前预算电压升高量，如果超标则降低容量投入或不投入。异常情况时控制器发出指令退出所有电容器组，同时发出声光报警。故障排除后，手动解除报警才能再次投入自动工作方式。按电压质量要求自动投切电容器，电压超出最高设定值时，逐步切除电容器组，直到电压合格为止。电压低于最低设定值时，在保证不过载的条件下逐步投入电容器组，使母线电压始终处于规定范围。在电压优先原则下，依据负荷无功功率大小自动投切电容器组，使系统始终处于无功损耗最小状态。自动发出动作指令前首先探询动作后可能出现的所有超限定值，减少动作次数。当电容器控制回路继保动作拒动和控制器则自动闭锁改组电容器的自动控制。当系统处于电压合格范围的高端且在某特定环境时如何实施综控原则是该系列产品设计的难点，由于现场诸多因素（如配置环境、受电状况、动作时间、用户对动作次数的限制等）而引起的频繁动作是用户最为担忧的，应用模糊控制正是考虑了以上诸多因素使这一“盲区”得到合理解决。每套装置有开关保护（选配），过压、失压、过流（短路）和零序继电保护、双星形不平衡保护、熔断器过流保护、氧化锌避雷器、接地保护、速断保护等。交流电流取样0～5A（若PT取10KV侧二次A、C相线电压时，CT应取B相电流）周围介质无爆炸及易燃危险品、无足以损坏绝缘及腐蚀金属的气体、无导电尘挨、安装地点无剧烈振动、无颠簸。提升机作为大功率、频繁启动、周期性冲击负荷以及采用硅整流装置对电网造成的无功冲击和高次谐波污染等危害不仅危及电网安全，同时也造成提升机过电流、欠电压等紧停故障的发生，影响了矿井生产。因此对提升机供电系统进行无功动态补偿和高次谐波治理，对于提高矿井提升机和电网的安全运行可靠性、提高企业的经济效益意义巨大。提升机单机装机功率大，在矿井总供电负荷中占的比重较大。伴随煤矿生产规模的扩大、井筒的加深，要求配套的提升机装置容量也越来越大，单机容量已达到2000～3000kW，有的甚至达到5400kW，单斗提升装载量达34t。这么大的负载启动将对电网造成很大的冲击电流，无功电流成分较大，功率因数较低。所以大功率提升机对供电电网的容量和稳定性要求更高。高次谐波，其中普遍存在如4次偶次谐波与11等奇次谐波共存的状况，彻底解决上述问题的方法是用户安装具有快速响应速度的BF-2B动态滤波及无功补偿装置，该装置使用大功率可控硅开关模组。系统响应时间小于20ms，完全可以满足严格的技术要求。我公司具有丰富的煤矿现场成功运行经验，如山西玉华煤矿等项目，滤波及无功补偿装置投运至今运行效果良好，单月节省电费在10万元以上。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。针对电网的无功平衡，在变电站进行集中补偿，补偿装置包括并联电容器、同步调相机、静止补偿器等，主要目的是平衡电网的无功功率，改善电网的功率因数，提高系统终端变电所的母线电压，补偿变电站主变压器和高压输电线路的无功损耗。这些补偿装置一般集中接在变电站10kV母线上，因此具有管理容易、维护方便等优点，缺点是这种补偿方式对10kV配电网的降损不起作用。线路无功补偿即通过在线路杆塔上安装电容器实现无功补偿。线路补偿点不宜过多；控制方式应从简，一般不采用分组投切控制；补偿容量也不宜过大，避免出现过补偿现象；保护也要从简，可采用熔断器和避雷器作为过流和过压保护。线路补偿方式主要提供线路和公用变压器需要的无功，该种方式具有投资小、回收快、便于管理和维护等优点，适用于功率因数低、负荷重的长线路。缺点是存在适应能力差，重载情况下补偿不足等问题。在低压三相四线制的城市居民和农网供电系统中：由于用电户多为单相负荷或单相和三相负荷混用，并且负荷大小不同和用电时间的不同。所以，电网中三相间的不平衡电流是客观存在的，并且这种用电不平衡状况无规律性，也无法事先预知。导致了低压供电系统三相负载的长期性不平衡。对于三相不平衡电流，电力部门除了尽量合理地分配负荷之外几乎没有什么行之有效的解决办法。电网中的不平衡电流会增加线路及变压器的铜损，还会增加变压器的铁损，降低变压器的出力甚至会影响变压器的安全运行，最终会造成三相电压的不平衡。调整不平衡电流无功补偿装置，有效地解决了这个难题，该装置具有在补偿线路无功的同时调整不平衡有功电流的作用。其理论结果可使三相功率因数均补偿至1，三相电流调整至平衡。实际应用表明，可使三相功率因数补偿到95以上，使不平衡电流调整到变压器额定电流的10%以内。随机补偿就是将低压电容器组与电动机并接，通过控制、保护装置与电动机同时投切的一种无功补偿方式。县级配电网中有很大一部分的无功功率消耗在电动机上，因此，搞好电动机的无功补偿，使其无功就地平衡，既能减少配电线路的损耗，同时还可以提高电动机的出力。随机补偿的优点是用电设备运行时，无功补偿装置投入；用电设备停运时，补偿装置退出。更具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低的特点。适用于补偿电动机的无功消耗，以补励磁无功为主，可较好的限制配电网无功峰荷。年运行小时数在1000h以上的电动机采用随机补偿较其他补偿方式更经济。随器补偿是指将低压电容器通过低压熔断器接在配电变压器二次侧，以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。配电变压器在轻载或空载时的无功负荷主要是变压器的空载励磁无功，配电变压器空载无功是农网无功负荷的主要部分.随器补偿的优点是接线简单，维护管理方便，能有效地补偿配电变压器空载无功，限制农网无功基荷，使该部分无功就地平衡，从而提高配电变压器利用率，降低无功网损，提高用户的功率因数，改善用户的电压质量，具有较高的经济性，是目前无功补偿最有效的手段之一。缺点是由于配电变压器的数量多、安装地点分散，因此补偿工作的投资比较大，运行维护工作量大。是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在用户配电变压器低压侧的补偿方式。这种补偿方式，部分相当于随器补偿的作用，主要适用与100kVA及以上的专用配电变压器用户。跟踪补偿的优点是可较好地跟踪无功负荷的变化，运行方式灵活，补偿效果好，但是费用高，且自动投切装置较随机或随器补偿的控制保护装置复杂，如有任一元件损坏，则可导致电容器不能投切。其主要适于大容量大负荷的配变。针对以上问题，我们认为有必要进行专题研究，对无功补偿设备进行综合整治，以达到无功补偿设备使用化运行，提高电网电压无功质量和电能合格率。针对上述情况我们分析可能存在的原因如下：电容器损坏主要原因由于在选择电压等级时没有考虑谐波背景的影响，造成所选择的电压等级偏低，长期运行电容器将容易损坏。电容器外熔断器经常发生熔断，主要是合闸涌流对熔断器的冲击或者熔断器额定电流的选择偏小造成的，或是不同电抗率组别的电容器组投切顺序不当所致。美国斯威尔智能电容器能灵活的应用于高压集中补偿、低压分组补偿和低压就地补偿。配电网在电力系统中的任务是分配电能，是电力系统中连接用户的关键供电环节，需要对配电网合理配置无功补偿装置，以提高供电电压质量，同时降低配电网的网损。在低压配电网负荷点附近分散配置无功补偿装置，尽量实现无功功率的就地平衡，减少配网中由无功功率传输造成的电压损耗，则不失为一种解决电压质量问配电网无功补偿装置的配置除了要考虑使各负荷节点的电压偏移符合相关规定的要求外，还需考虑尽量降低配电网网损、降低补偿装置投资费用等方面，文献对该问题开展了一些研究，这些文献只涉及了10kV电压等级配网的无功优化配置问题。近年来，结合我国配网现状，兼顾10kV和4kV电压等级的配网无功补偿优化配置方法逐渐受到重视。文献提出了中低压配电网分支线路末端配变低压侧和主馈线相结合的无功补偿优化方法，并对两个电压等级的无功补偿配置进行分阶段求解;文献提出了一种以设备投资和降损收益的年总支出费用最小为目标的配电线路10kV/4kV综合无功优化配置模型，并采用灾变遗传算法进行求解;文献提出了能够考虑多个负荷水平的配电网中压和低压无功补偿优化配置模型，并采用灵敏度分析和遗传算法求解。这些文献中对于低压配电网台区都是在配变低压侧集中配置无功补偿装置，而对于在低压配电网中如何获得有工程实用文献提出了一种低压配电网无功补偿分散配置优化方法。在保证各个负荷节点电压偏移符合供电电压质量要求的前提下，先以所有负荷节点作为候选补偿点求解优化模型，获得理想的分散无功补偿配置方案，进而综合考虑无功补偿装置的投资费用以及便于装置的运行管理等要求，选定几个重要补偿点再求解优化模型，获得最终的实用分散无功补偿配置方案。最后通过对几个实际低压配网台区的分析计算来验证该方法的正确性和有效性。不需要设置专用的无功补偿箱或者无功补偿柜，实现对各种场合的小容量就地补偿。优点：无功补偿距离短，节能降损效果显著，设备接线简单、维护方便。配置参考：对于小容量负载，按照负载总功率的25%~40%配置智能电容器容量。对户外配电变进行就地无功补偿，直接将设备安装于柱挂式户外设备箱内。无功补偿容量：60kvar2×30kvar（20kvar+10kvar）安装在箱变低压室，根据配电变压器容量进行补偿，选用若干台智能电容器联机使用。无功补偿容量：190kvar4×40kvar(20kvar+20kvar)+1×30kvar(20kvar+10kvar)智能电容器数量：4台SWL-8MZS/450-201台SWL-8MZS/450-10低压无功补