北极星智能电网在线讯:电力系统中，除了有功功率，还有不对外做功的无功功率，它用来维持电路内的电场与磁场，在电气设备中建立和维持磁场。无功功率有感性和容性。电力网中的变压器和电动机根据电磁感应原理工作，电感在一个周期内吸收和释放的功率相等，即为感性无功功率。把电容器接在交流电网中，它在一周期内上半周吸收的和下半周释放的电功率相等，这就是容性无功功率。在同一电路中若将电感与电容并接在一起，就能进行功率补偿，便能够提高功率因数，减少电网输送的无功电流。线路载流减少了，线损也随之减少。
可见，无功功率补偿技术对电力系统有着重要意义。对电力系统进行适当的无功功率补偿，可以起到稳定电网电压，提高功率因数，减小网络有功功率的损耗，提高线路输电能力，平衡三相功率的作用。
目前，无功补偿技术的发展过程已经实现了从机械结构到电力电子器件的跨越，并且伴随着电力电子器件的制造水平迅速发展。具体来说，主要经历了从同步调相机→开关投切固定电容→静止无功补偿器(SVC)→静止无功发生器SVG(STATCOM)的几个不同阶段。
图表1：无功补偿技术发展阶段
资料来源：前瞻产业研究院整理
不过，我国经济发展迅速，尤其是工业水平日益提高，大量的大型用电设备已经投入使用，对电能质量的标准越来越高，以国内现有的无功补偿技术无法满足用户的需求，具体表现如下：
图表2：无功补偿技术现状
资料来源：前瞻产业研究院整理
现阶段，常用的无功补偿装置主要有发电机、同步调相机、电容器、静止无功补偿器以及无功发生器等。国内无功补偿装置中电容器占大部分比重，同步调相机则较少，而无功静止补偿器占更少的比重。
图表3：常见的无功补偿装置
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总体而言，国内无功补偿市场发展极其迅猛，市场规模呈现逐年增长态势，2016年我国无功补偿规模已近500亿元，并呈现出三大特点，即产销规模逐步扩大、节能减排提供机遇、受益于“中国制造”升级，未来发展可期。
图表4：2010-2017年中国无功补偿装置市场规模(单位：亿元，%)
资料来源：前瞻产业研究院整理
图表5：无功补偿装置行业发展特点
资料来源：前瞻产业研究院整理
无功补偿装置行业未来趋势
首先，无功补偿能够有效提高电力系统中电能的利用率，降低损耗。因此，要加强对无功补偿装置的研究，不断提高无功补偿的技术，开发研究出新型的无功补偿装置，使无功补偿装置更容易用机器准确操控，补偿特性更好，能耗也更少。
其次，控制器和测试仪一体化。在城网改造中，运行单位往往需要在配电变压器的低压侧同时加装无功补偿控制器和配电综合测试仪，因此提出了无功补偿控制器和配电综合测试仪的一体化的问题。
第三，增强监测系统的速度与准确性。为了能快速准确地检测系统的无功参数，提高动态响应时间，快速投切电容器，以满足工作条件较恶劣的情况(如大的冲击负荷或负荷波动较频繁的场合)。随着计算机数字控制技术和智能控制理论的发展，可以在无功补偿中引入一些先进的控制方法，如模糊控制等。
第四，将无功补偿技术用于高压系统领域。目前无功补偿技术还主要用于低压系统，高压系统由于受到晶闸管耐压水平的限制，是通过变压器接入的，如用于电气化铁道牵引变电所等。研制高压动态无功补偿的装置则具有重要意义，关键问题是要解决补偿装置晶闸管和二极管的耐压，即多个晶闸管元件串联及均压、触发控制的同步性等。
第五，由单一的无功功率补偿到具有滤波以及抑制谐波的功能。随着电力电子技术的发展和电力电子产品的推广应用，供电系统或负荷中含有大量谐波。研制开发兼有无功补偿与电力滤波器双重优点的晶闸管开关滤波器，将成为改善系统功率因数、抑制谐波、稳定系统电压、改善电能质量的有效手段。
