摘要：分析了城鄉(xiāng)電網(wǎng)中傳統(tǒng)的電容器配置與控制方法及存在的問題。城鄉(xiāng)電網(wǎng)中電容器優(yōu)化配置與控制的實(shí)用方法是就地補(bǔ)償及用TSC和基于MCR的SVC（MCR based—svc）聯(lián)合調(diào)控，實(shí)現(xiàn)110（66）/35/10/0.4（0.22）kV電網(wǎng)無功的分層運(yùn)行。 斥巨資改造后的城鄉(xiāng)電網(wǎng)，結(jié)構(gòu)趨于合理，電容器容量增加，報(bào)表電壓合格率提高，但其調(diào)壓及降損效益并沒有充分發(fā)揮，原因是電容器配置不合理，電容器調(diào)控不到位，仍然是異地?zé)o功補(bǔ)償，城鄉(xiāng)電網(wǎng)沒有優(yōu)化無功潮流。對(duì)配置合理的電容器使用TSC與MCR based—SVC進(jìn)行聯(lián)合調(diào)控，基本上可以實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)電網(wǎng)110（66）/35/10/0.4（0.22）kV無功的分層控制，達(dá)到電壓穩(wěn)定、線損低的目的。 1．結(jié)點(diǎn)無功功率的就地平衡 圖1是電網(wǎng)某l0kV母線的電壓一無功功率特性曲線。Q[sub]f[/sub]是電源特性曲線，Q[sub]fh1[/sub]、Q[sub]fh2[/sub]、Q[sub]fh3[/sub]是負(fù)荷特性曲線。Q[sub]fh1[/sub]與Q[sub]f[/sub]的交點(diǎn)1對(duì)應(yīng)優(yōu)質(zhì)電壓U[sub]1[/sub]。 0.4kV用戶無功負(fù)荷增加，有3種情形維持U[sub]1[/sub] 不變。 ①用戶就地補(bǔ)償。在用戶變壓器的0.4kV側(cè)就地平衡，0.4kV、10kV線路無功負(fù)荷不變，交點(diǎn)1與Q[sub]f[/sub]位置不變，是最好的方式。沖擊性負(fù)荷要用MCR based—SVC補(bǔ)償。 ② 在變電站10kV母線上補(bǔ)償。與用戶就地補(bǔ)償比較，10kV線路增加了無功負(fù)荷，比用戶就地補(bǔ)償方式差。 ③轉(zhuǎn)嫁到110kV電網(wǎng)補(bǔ)償。減小110/10kV變壓器的變比，把△Q[sub]fh1[/sub]轉(zhuǎn)嫁到110kV電網(wǎng)補(bǔ)償，相當(dāng)于Q[sub]f[/sub]曲線向上平移至交點(diǎn)4，是最差的方式。 2．傳統(tǒng)的電容器配置方法及存在的問題 表1、圖2是城鄉(xiāng)電網(wǎng)傳統(tǒng)的電容器配置方法。存在的問題是：因?yàn)橛脩鬰osφ≠1.0及配置不合理，0.4kV電網(wǎng)的無功10kV電網(wǎng)送，10kV電網(wǎng)的無功110kV電網(wǎng)送，110kV電網(wǎng)的無功220kV電網(wǎng)送（箭頭方向），電壓降落大、線損高。 3.城鄉(xiāng)電網(wǎng)中電容器的優(yōu)化配置和運(yùn)行 要使改造后的城鄉(xiāng)電網(wǎng)在電壓調(diào)整和降損方面發(fā)揮最大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，必須做好電容器的優(yōu)化配置和調(diào)控工作，使電網(wǎng)在優(yōu)化潮流下運(yùn)行，線路中有最少量、最短距離的無功流動(dòng)，產(chǎn)生最小的電壓降落和線路損失。 城鄉(xiāng)電網(wǎng)電容器的優(yōu)化配置和運(yùn)行是研究電容器安裝位置、安裝容量及投入容量的一個(gè)離散的、非線性的綜合規(guī)劃問題，常規(guī)的解決辦法有線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃等，但至今尚無一種算法既能夠獲得全局最優(yōu)解，又有足夠快的收斂速度。城鄉(xiāng)電網(wǎng)電容器優(yōu)化配置和運(yùn)行的實(shí)用方法是，切實(shí)按無功就地補(bǔ)償原則配置電容器，用晶閘 管投切電容器TSC（Thyristor Switched Capactor）與基于磁控電抗器（Magnetically Controlled Reactor）的靜止補(bǔ)償器MCR based—SVC按無功分層原則進(jìn)行聯(lián)合調(diào)控，控制好城鄉(xiāng)電網(wǎng)（110/10/0.4kV）的無功分層平衡。即用TSC，基本上做到lOkV變壓器的高壓側(cè)無功功率為0（或略微外送）；用MCR based—SVC控制110/10kV變電站的10kV母線電容器，準(zhǔn)確控制1 10kV變壓器高壓側(cè)的實(shí)時(shí)無功功率為母線連接線路過剩無功功率之和的一半，過剩無功功率在變電站平衡不過網(wǎng)。 （1）電容器的優(yōu)化配置方法 城鄉(xiāng)電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)脑瓌t為：全面規(guī)劃，合理布局，分散補(bǔ)償，就地平衡。城鄉(xiāng)電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)姆绞綖椋杭醒a(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合，以分散補(bǔ)償為主；高壓補(bǔ)償與低壓補(bǔ)償相結(jié)合，以低壓補(bǔ)償為主；調(diào)壓與降損相結(jié)合，以降損為主。表2是城鄉(xiāng)電網(wǎng)無功補(bǔ)償優(yōu)化配置說明表。 （2）TSC與MCR based—SVC的調(diào)壓作用 ①TSC。晶閘管控制低壓并聯(lián)電容器組，電容器單組容量相對(duì)較小，調(diào)節(jié)相對(duì)平滑，如果能過零投切，理論上可頻繁投切。響應(yīng)時(shí)問按無功負(fù)荷的變化速度需要選擇，分單相、三相及混合補(bǔ)償，可按無功功率、功率因數(shù)和電壓對(duì)電容器進(jìn)行控制。TSC裝在配電變壓器的0.4kV側(cè)，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償用戶無功補(bǔ)償?shù)牟蛔悴糠旨?0/0.4kV變壓器的無功功率損失，最好按變壓器10kV側(cè)Q 0為目標(biāo)對(duì)電容器進(jìn)行控制，使0.4/0.22kV電網(wǎng)的無功功率做到自己平衡。如果考慮補(bǔ)償10kV線路的無功功率損失，可考慮變壓器10kV側(cè)Q略向系統(tǒng)倒送一些。 ② MCR based—SVC（圖3）?；诖趴仉娍蛊鞯撵o止補(bǔ)償器（Static Var Compensate），是平滑、連續(xù)、動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置，可容性或感性補(bǔ)償，響應(yīng)時(shí)間可達(dá)10ms。適用于電網(wǎng)優(yōu)化無功電壓控制和動(dòng)態(tài)無功負(fù)荷如電弧爐、電氣化鐵路牽引站、煉鋼、軋鋼等的補(bǔ)償，也可把固定電容器部分做成濾波器。 MCR based—SVC安裝在l10kV變電站（或者110kV高壓專供用戶）的10kV側(cè)（圖2），控制目標(biāo)是在110kV電壓約束下的110kV側(cè)注入電網(wǎng)無功優(yōu)化值，補(bǔ)償TSC對(duì)10kV電網(wǎng)補(bǔ)償?shù)牟蛔悴糠?，控?0kV電網(wǎng)的無功自平衡，不由l10kV電網(wǎng)輸送， l10kV電網(wǎng)的過剩無功（低谷負(fù)荷時(shí)期）也不竄人10kV電網(wǎng)。 4．變壓器分接頭的調(diào)整原則 任何變壓器分接頭的調(diào)整都應(yīng)該遵循無功就地（分層）平衡原則。 5．MCR based—SVC與TCR based—SVC優(yōu)越性比較 表3是MCR based—SVC與TCR based—SVC的特征比較。 6．結(jié)論 傳統(tǒng)的電容器配置和調(diào)壓方法，會(huì)惡化城鄉(xiāng)電網(wǎng)無功潮流且增加線損。實(shí)施城鄉(xiāng)電網(wǎng)優(yōu)化潮流電壓調(diào)整方法是按照就地補(bǔ)償原則配置電容器，用TSC與MCR based—SVC配合調(diào)控，實(shí)現(xiàn)110/10/0.4kV電網(wǎng)無功功率的就地（分層）平衡，達(dá)到提高電壓質(zhì)量與降低線損的目的。