补偿装置

综述 2021年国家电网公司配网物资协议库存招标共有辽宁、甘肃、宁夏、上海、青海、福建、江西、山西、新疆、黑龙江、重庆、陕西、北京、江苏、河北、河南、湖南、四川、浙江、山东、蒙东、湖北、天津、冀北等24个省份参与。本报告统计物资类别为配网物资协议库存招标中设备部分，所有物资类别均仅统计2017-2021年国家电网公司配网设备协议库存招标中该类别的数据。 2021年国家电网公司配网设备协议库存各批次招标中，第一次招标上述省份均有参与；第二次招标除辽宁、青海外，其余22个省份均有参与；第三次招标共有甘肃、上海、福建、江西、陕西、江苏、四川等7个省份参与；新增批次共有福建、北京2个省份参与；第二次新增共有辽宁、重庆2个省份参与；第三次新增、第四次新增均仅有上海1个省份参与。 　　除上述批次外，本报告统计数据还包括国网黑龙江省电力有限公司2021年四煤城三供一业改造项目配网物资协议库存招标采购项目（5月10日招标）、国网内蒙古东部电力有限公司2021年配网工程物资公开招标采购（8月4日招标）、国网山东省电力公司2021年配网高效节能变压器物资协议库存招标采购项目（10月15日招标）招标物资均以“其他批次”数据进行统计。 　　由于截至报告编写时，国网陕西省电力有限公司2021年第三次配网设备材料（含其他）协议库存集中招标采购项目尚未开标，故该批次所涉及物资的中标企业数据并不包含本批次招标数据。 　　《电力行业关键设备供需统计分析报告2022——配网设备协议库存篇》共统计配电变压器、箱式变电站、柱上变压器台成套设备、调压器、高压开关柜、高压计量柜、低压电容器柜、低压开关柜、环网柜、环网箱、配电箱、柱上负荷开关、断路器、隔离开关、互感器、交流避雷器、高压熔断器、小电阻接地成套装置、柱上无功补偿成套装置、串联补偿装置、直流偏磁抑制装置、低压屏（柜）、箱、电缆分支箱、穿墙套管、接地短路故障指示器、数据采集终端、配电终端等27个物资类别。其中，串联补偿装置、直流偏磁抑制装置、穿墙套管、数据采集终端为新增物资类别，电能计量箱并入低压屏（柜）、箱章节进行统计。

直流母线失压自动补偿装置，有效避免发电厂在全厂停电时蓄电池组由于故障而不能放电情形的发生，从而避免发电厂全厂停电后的事故扩大，对电网及发电安全稳定运行提供了保证。该装置是通过直流变换技术，在直流母线失压时，保障直流母线供电连续性的一种功率变换装置。本装置具有两种供电模式：一种模式为单向升压的DC/DC电源变换装置，将蓄电池分组升压后，输出至直流母线；另一种模式为双向流动的DC/DC电源变换装置，跨接在直流电源的两段直流母线之间，可自动实现两段直流母线短时互供。

传统配网中台架式配变台区的标准配置是由变压器、配电箱、计量箱等诸多设备组成，配电箱中安装变压器监测终端以实现对变压器的在线监测及无功补偿的控制，计量箱中安装用电信息采集终端以实现对计量电表远程数据的采集。这种多种信息的多路采集、分散控制的缺点是显而易见的，突出表现在台架设备众多、占地面积大、现场施工复杂、智能监测设备重复投资、运行维护成本高等问题。 同时，配变台区无功补偿作为配网节能降损的主要技术措施，随着近年来国网公司配网节能改造项目的大力实施，配网台架就地安装了大量无功补偿装置。这些设备位置分散，造成配网无功补偿维护和管理困难，设备健康状态无法及时准确掌握，设备的无功投入及带来的节电效果不能进行量化评估。相对配网节能降损和生产运营不断增大的压力，配网无功监控管理相对带后，管理手段仍然粗放。 因此追切需要研发集多种数据采集应用功能于一体的新型智能配变终端，依托其搭建无功节能及运维支撑平台，变被动响应为主动运维，提升配网设备运维管理水平，提高无功补偿设备利用效率，有效降低配电网的损耗，解决配电网无功管理基础薄羽问题，推动节能降耗工作在配电网领域的深入开展。

目前，变电站直流电源采用单母线、单母分段两种接线方式，每段直流母线配置一组充电机和一组蓄电池。220V直流系统蓄电池一般采用2V104节阀控铅酸蓄电池串联浮充运行。当充电机交流输入电源中断时，由单独的蓄电池组供电。若某一节蓄电池开路会导致整组蓄电池失效，无法向负载提供直流电源，将造成直流母线失压。当单只电池开路，智能检测控制器检测到直流母线有失压趋势时，另外3组电池还可以通过DC/DC模块继续向母线供电。

基于阻抗的建模与分析方法是目前分析和解决新能源并网宽频带振荡问题的有效工具之一。集中开发远距离输送是中国新能源开发利用的重要形式，在新能源基地的发电装备中，风光发电装备的阻抗模型已经较为完善，但是现有汽轮发电机组的宽频带阻抗模型均存在一定的简化，不能完整地反映汽轮发电机组的宽频带阻抗特性。基于频域小信号建模方法，建立了计及原动机、调速器、励磁系统、轴系和同步机的汽轮发电机宽频阻抗模型，在Matlab/Simulink中建立了汽轮发电机的仿真模型，通过扫频验证了所提模型的正确性，分析了不同环节对阻抗的影响，最后以汽轮发电机组经串联补偿装置并网系统为例，验证了所提模型在次/超同步振荡问题分析上的有效性。

伴随分布式能源广泛接入低压配电网，其对配电网运行灵活性和消纳能力的要求不断提高。利用低压柔性互联装置将独立运行的低压配电台区分区互联，避免传统电压调节和无功补偿装置频繁动作。考虑到柔性互联装置造价昂贵，协同传统电压-无功调节装置，文中提出低压柔性互联装置的选址定容规划方法。首先，分析低压柔性互联装置拓扑和运行方式，建立其潮流模型。其次，建立低压柔性互联装置优化配置的双层规划模型，上层规划以年综合费用最小为目标，下层规划考虑电压-无功协调控制时间序列模型，以运行成本和电压偏差最小为目标，基于粒子群优化算法和混合整数二阶锥规划算法交替求解，得出配电系统最优柔性互联方案和最优运行方式。最后，在IEEE 33节点系统上进行实例分析，验证该双层规划算法的有效性。结果表明，所提方法能有效减少柔性互联装置的过度布置，同时减少由分布式能源频繁波动造成的运行成本。将模型凸化并线性化的方法明显提高了求解效率。

HL系列智能电力电容补偿装置是0.4KV、50Hz低压配电高效节能、降低线损、提高功率因数和电能质量的新一代无功补偿设备。它由智能测控单元，投切开关电路，线路保护单元，两台（△型或一台(Y型低压电力电容器构成HL系列智能电力电容补偿装置采用定制段式LCD液晶显示器，可实时显示三相母线电压、三相母线电流、三相功率因数、频率、电容器路数及投切状态、有功功率、无功功率、谐波电压总畸变率，电容器的温度。

为了解决应用中的问题，贵州电科院对智能补偿装置进行了实验研究，将补偿装置与综合配电箱融为一体，既可以省去补偿装置箱体、综合配电箱无功补偿器等部件，降低总体成本，又能一定程度上缓解噪音问题，还可以提高台架设备的集成度。2017年4月，贵州电科院整合传统配电箱的低压配电、计量监测功能，并将智能补偿装置的核心模块融入综合配电箱，形成改进后的智能型综合配电箱，外观按照南网标准制造，其主要组成有:标准化低压配电箱、TTU、智能补偿装置、温度控制器、散热装置、一进两出母排、隔离开关、两回馈线断路器、避雷器等。其主要功能有:常规配电箱的配送电、隔离、保护等功能;配变台区电量计量功能;台区母线三相电流不平衡动态实时调节功能;负荷感性、容性无功连续补偿功能。