發(fā)電機全數字無(wú)功控制器在發(fā)電廠(chǎng)的應用
一、前言
　　由于用電設備中存在大量含感性負載的設備，因此電網(wǎng)除了提供＂有功功率＂外，還必須提供一定比例的＂無(wú)功功率＂，才能使用電設備正常使用和運行。而電網(wǎng)的＂無(wú)功功率不足＂是存在已久的題目。 多用表| 驗電筆| 示波表| 電流表| 鉤表| 測試器| 電力計| 電力測量?jì)x| 光度計| 電壓計| 電流計|
　　目前電網(wǎng)的無(wú)功功率不足普遍使用的是電容式在供電側進(jìn)行＂無(wú)功補償＂，發(fā)電廠(chǎng)（發(fā)電側）采用此方法進(jìn)行無(wú)功補償要花費較高的設備本錢(qián)，而從技術(shù)角度考慮，發(fā)電側采用這種以補償方法解決無(wú)功功率不足是不公道的。深圳市旭振電氣技術(shù)有限公司是從事電力系統自動(dòng)化產(chǎn)品研發(fā)的高科技企業(yè)，吸取國內外的先進(jìn)技術(shù)，結合目前我國普遍中、小型發(fā)電廠(chǎng)無(wú)功功率不足的困難，成功研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權的＂發(fā)電機全數字無(wú)功控制器＂，并成功實(shí)現產(chǎn)品化。
　�。�發(fā)電機全數字無(wú)功控制器＂采用智能型數字化的控制手段，以美國ｐｉｃ單片機為核心，利用高精度數字電位器與勵磁系統相結合，自動(dòng)跟蹤電網(wǎng)的運行參數，有效利用發(fā)電機本身的潛能，并通過(guò)調節發(fā)電機的勵磁電流使發(fā)電機＂發(fā)出＂足夠的＂無(wú)功功率＂與有功功率匹配。

二、基本原理

“發(fā)電機全數字無(wú)功控制器”除了必備的操縱顯示部分外，主要有高精度的＂有功＂、＂無(wú)功＂檢測部分和高精度的數字電位器給定輸出部分，為了在電網(wǎng)電壓過(guò)高的情況下仍能有效地發(fā)出＂無(wú)功＂電流，還備有二級降壓繼電輸出。
三、技術(shù)關(guān)鍵
　　稍有發(fā)電知識的人都知道，發(fā)電機并網(wǎng)后，廣州市駿凱電子科技有限公司電網(wǎng)電壓一定時(shí)稍稍改變發(fā)電機的勵磁電流，就可以改變發(fā)電機輸出＂無(wú)功電流＂的大小。因此，要實(shí)現對“無(wú)功電流（功率）”的精確控制，必須有“高分辨率、高精度”的《數字電位器》來(lái)對發(fā)電機的勵磁電流作控制。發(fā)電機在實(shí)際的運行中，由于電網(wǎng)電壓一直在變化，因此，隨時(shí)精確丈量電網(wǎng)電壓、發(fā)電機電流和它們之間的相互關(guān)系（即有功、無(wú)功丈量）是實(shí)現自動(dòng)控制的關(guān)鍵。
　　高精度的“無(wú)功丈量”并不復雜，目前普遍應用的電容式《無(wú)功補償控制器》能解決這個(gè)題目，＂高精度、高分辨率＂的《數字電位器》我們已研發(fā)成功并廣泛應用。因此，我們結合自身的科研上風(fēng)，不斷創(chuàng )新，將這兩項高難度的技術(shù)組合到一塊，而且組合到同一個(gè)芯片內，解決了國內中、小型發(fā)電企業(yè)無(wú)功功率不足的技術(shù)困難。
　　在電站工作的職員都知道，在豐水期由于各電站滿(mǎn)負荷地發(fā)電，往往使電網(wǎng)電壓升高，此時(shí)發(fā)電機很難往電網(wǎng)送出足夠的＂無(wú)功電流＂來(lái)（要發(fā)出無(wú)功電流必須使發(fā)電機電壓高于電網(wǎng)電壓，受發(fā)電機技術(shù)條件限制，電壓不能提得過(guò)高），解決的辦法只有適當降低電網(wǎng)電壓。有兩種方法：一是在變壓器上引出多個(gè)抽頭，但此種方法很難動(dòng)態(tài)切換。二是我們創(chuàng )新的＂串聯(lián)降壓＂方案。如下圖。

我們設想用二級、一級大約降低５％左右的電壓是可行的，每個(gè)變壓器容量是發(fā)電機容量的５％左右，我們的裝置留有二級降壓控制輸出，切實(shí)解決了電網(wǎng)電壓過(guò)高時(shí)發(fā)電機＂無(wú)功功率＂輸出的技術(shù)題目。

四、應用效果
　　對發(fā)電廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，多發(fā)“無(wú)功”毫無(wú)意義，少發(fā)“無(wú)功”則面臨罰款。廣州市駿凱電子科技有限公司電網(wǎng)的調度部分會(huì )根據電網(wǎng)的實(shí)際情況指令發(fā)電廠(chǎng)發(fā)出一定比例的無(wú)功功率與有功功率匹配，否則會(huì )影響電網(wǎng)的供電質(zhì)量。國內普遍的中、小型發(fā)電廠(chǎng)由于設備的技術(shù)含量偏低，每年因發(fā)不夠無(wú)功功率而被罰款�！坝泄﹄娏鳌迸c“無(wú)功電流”相位差是９０°，它們的和并不是簡(jiǎn)單的相加，而是矢量和，假如安排＂有功電流＂與＂無(wú)功電流＂的關(guān)系在不超過(guò)發(fā)電機最大電流的情況下，加上能耗與電價(jià)因素給出最優(yōu)的發(fā)電策略是一個(gè)技術(shù)的創(chuàng )新。

五、結論
“廣州市駿凱電子科技有限公司發(fā)電機全數字無(wú)功控制器”的研發(fā)成功，已引起國內電力行業(yè)及廣大中小型發(fā)電廠(chǎng)的廣泛關(guān)注。此項科研成果在電力用戶(hù)上的應用對中國電力事業(yè)的發(fā)展，進(jìn)步我國電力行業(yè)的自動(dòng)化控制水平必將起到非常重大的推進(jìn)作用。