配电网电压调节中电容补偿机制应用价值分析
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应用技术
目前配电系统中较为传统的一种调压方式则是电容器并联补偿，也是电力系统方面运用最广泛的一种方式。
通过做无功负荷补偿，来减少配电线路上流过的无功功率，但在实际运行中，一旦出现较大的负荷波动，负荷侧电压就会严重越限制。
然而串联电容补偿会补偿配电线路中的电抗，使电压损耗将至最低，真正实现调节电压的作用。
1 影响电网电压的因素
一般各级网络和输电设备都会消耗一定数量的无功功率，其中消耗比例占据最大的低压配电网。
因此，为了提高输配电设备的效率和减少无功功率的传输损耗，应合理布局，按照“分级补偿，就地平衡”的原则。
首先，以局部为主的情况下将总体和局部平衡相结合；用户消耗的无功功率在配电网络中占50%~60%，剩余都消耗在配电网中。
所以，尽可能的实现就地补偿和平衡是减少无功功率在网络中传输的一大途径，具体补偿需由电力部门和用户共同合力。
其次以分散为主的情况下将分散补偿和集中补偿相结合。
2 配电网电压调节相关概述
■2.1 调压变压器调压
调压变压器有三种类型，分别是串联升压器、有载调亚变压器、感应调压器等。
其中，串联升压器用于供电线路，有载调亚变压器和感应调压器通常用于特定负荷点。
改变电力网的无功潮流是调压变压器的调压作用之一，它本身励磁的还需要而消耗无功功率，所以并不会产生无功功率。
调压变压器的调压效果只有在电网的无功电源不足时才会不显著。
反之，假如调压便器有太多的装设，会在无形中加重配电网的无功功率消耗，不仅会增大网损坏，还会拉低全网电压水平，严重时会出现恶性循环现象。
■2.2 串联电容补偿调压
在距离较长的重载的线路中，串联电容补偿可以进行局部调压，通过线路滞相电流流过串联电容而产生的电压升高来实现具体的电容补偿。
如果线路负载越来越重，功率则会越来越低，就凸显出了串联电容补偿同调压的作用，这种调压方式具有自行调节的功能。
■2.3 无功补偿调压和利用发电厂调压
无功补偿是调压之所以其起到改善电网电压的作用，是因为增加了电力网的无功电源。
还可采用分组投切的方法对供电地区实行中心调压。
还可利用地区发电厂或枢纽变电进行中心调压，这种措施只能改变整个供电地区的电压水平，电压分布不能改善，总的来说有顾此失彼的缺点。
3 电容补偿机制在配电网电压调节中的应用价值分析
■3.1 串联电容的动态调压特性
如图1所示，该图作为简易的配电线路示意图，A U与L
U分别表示首段母线电压和负荷测电压；R表示线路参数
电阻值；X L与X C分别表示电抗值与补偿电容容抗。
图1 配电线路图
假若对该配电线路中的电压损耗忽略影响分量构成或电压降落横向分量不计前提下，计算公式如下：
()
L L L C L C
L L L
L L L L
p Q X X Q X
P R Q X
U U U U U
+−−
∆==++(1)从公式（1）可获知，线路上的电压损耗在进行串联电容补偿后，共出现了三部分损耗，分别是串联电容上的电压损耗、电感上的电压损耗和电阻上的电压损耗。
把电压补偿性表示最明显的是串联电容上的电压损耗负值。
公式（1）中的第1部分会在负荷感性无功增加时保持不变，但第2部分的电感电压损耗会增加，同时第3部分会随着第二2部分电感电压损耗的增加起抵偿作用。
第3部分增量会在感性无功负荷增加越多时，其抵偿量也越多，它是随着第2部分的变化而变化。
同样的道理也可运用至当感性负荷减少小时，第2部分的电压损耗在减少的同时，第3部分的抵偿量也会减小。
在配电网电压调节中电容补偿机制的应用需结合有效的实际情况，才能得出较为理想的结果。
随着我国经济水平
顾正祥
（金肯职业技术学院，江苏南京，211156）
摘要：配电网在目前社会发展不可或缺，由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿电容等组成。
配电网安全稳定运行对于人们的生产生活都至关重要，因此，为了调节某些配电网电压波动较大和负荷电压不满足要求等问题，特提出将电容补偿应用至配电网电压调节中，将可调电容和实时采样负荷功率串入配电线路，来全面调节电容补偿量，从而稳定负荷侧电压。
同时本次研究还搭建晶闸管控制的串联电容补偿配电线路，得出结果和理论相符，因此，电容补偿机制值得在配电网电压调节中应用和推广。
关键词：配电网；电压调节；电容补偿；应用
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68 | 电子制作 2019年06月
LS 值除以以前负荷所得的值，同理，负荷测电压变化率K LV 的值也是由当前负荷下的负荷电压和前一个负荷电压所得到
的，电压相对变化率即为K r =（K LV /+K LS ），发现处于0.9功
率因数情况下，有功负荷及无功负荷明显增加，且在电容补偿前后电压的增加幅度与负荷增加呈明显正相关。
■3.2 仿真分析
3.2.1 仿真模型建立
针对提出电容补偿措施构建仿真模型（见图2），如
图示其中CONTROL 为串联电容补偿，C 电容为1.0，L 电感为0.0015mH，Transform 模块为α的求解模块，经过该模块求解X C 进而得出α实时值。
其中设定仿真电压源线电压为10kV,线路参数为Z1=0.17+j0.38/km Ω,长度
为10km，配电网输电线路在正常运行时末端为恒阻抗负荷
S L1=12+j8MVA，负荷测电压固定值U Lref 为0.85kV。
3.2.2 仿真结果分析
为了使本文中所提到的原理得到应征，凸显应用价值，
总之从本文研究的仿真案例来分析，串联电容补偿可当
符合发生波动导致负荷测电压质量较差时，实时检测负荷电压，把所需的电容补偿量给计算出来，自动调节等效阻抗，稳定配电网电压，保证其质量。
因此，电容补偿机制值得在配电网电压调节中应用和推广。
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图2 可控串联补偿仿真图。
