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摘 要：文章在油田配电网运行的过程中引入到无功动态补偿以及谐波抑制的技术，且对其技术在实际应用的关键问题进行了详细的分析以及说明，望能给相关人员提供到一定的参考以及帮助。
关键词：无功动态补偿;谐波抑制;技术
1、前言
在当前技术的支持下，我国各类型的油田機械化所应用的抽油机设备大多数都是游梁式结构，该类抽油机设备在实际应用的过程中容易导致大量的能源消耗，为此如何在油田配电网中通过各种技术手段解决能源消耗的问题，是当前应当考虑解决的难题。
2、油田配电线路特点
油田配电网网损率相对较高，主要因为：1）抽油机是油田生产的主要方式， 由于抽油机负荷是变化较大的周期性负荷，要求其具有较大的启动转动力矩，导致电动机选用的富裕量较大，一般抽油机的负载率在 20%～30%之间，导致配电网处于低效状态运行，电网效率较低。2）由于配电变压器容量远大于电动机实际运行容量，致使配电变压器多处于非经济运行状态，导致损耗增加。3）部分6 kV 配电过长，个别线路超过30km，致使线路损耗增加，线路末梢电压低，功率因数低（平均0.5～0.65）。
3、无功补偿
3.1无功补偿原理简述
无功补偿技术的理论依据是无功功率，无功功率是一个抽象概念，一般在电路电场中发挥交换作用，将电能转换为其他形式的能量。例如，如果一个电器设备中存在电磁线圈，就会在周围形成磁场，该磁场会消耗掉一部分无功率。在一个并联电路中，一条线路安装容性功率负荷，另一条线路安装感性功率负荷，这两种负荷就会实现能量交换，其中一条线路运转所需要的功率就可以通过另一条线路来补偿，这就是无功补偿技术的原理。值得注意的是，电容虽然具备抵抗谐波能力，但是这种能力是有限的，如果谐波过大，电容容抗就会受到影响，系统电流很有可能会长时间偏大，缩短电容使用寿命。因此在补偿无功的过程中，如果检测到周围存在较大谐波，就要想办法对谐波进行抑制。
3.2、国内外无功补偿技术现状
在上世纪九十年代初，西方发达国家就已经开始投切电容器的无触点开关的研究与应用，例如富士的SSC系列，比利时沙城电气公司的同类产品。目前，国外的动态无功补偿装置已经得到了广泛的应用与发展。而在这一方面，由于我国的研究起步较晚，人们对动态无功补偿的认识仍不成熟，因此还处于相关技术研究的发展阶段。目前，集中补偿的电容补偿技术是我国电网采用的主要方法， 其绝大多数属于静态补偿，是将电磁型交流接触器作为投切开关，然而这一方法受到多方面因素的限制，例如电容承受涌流能力、放电时间及电容器分级、接触器操作频率以及使用寿命等，因此存在诸多问题，需要展开进一步的研究使其得到解决。具体介绍如下：第一，由于补偿具有等级性与定时性，因此补偿的精确度有待完善，缺乏更随性，一旦负荷变化较快就会限制使用场合;第二，无涌流投入电容器无法实现，针对接触器与电抗器结合的方法，存在损耗较大的问题;第三，电容补偿存在较大的噪音;第四，接触器的线圈属于控制部分的负载，因此在投切时会出现火花干扰的现象，进而导致补偿装置的可靠性与使用寿命受到影响。
4、油田配电网无功动态补偿及谐波抑制系统整体结构分析
在现代电力电子技术不断发展的支持作用之下，无功动态补偿技术开始广泛应用于配电网无功补偿过程当中。通过将其与传统意义上固定容量补偿技术的综合比较发现：此项技术能够以不对谐波进行放大为前提，保障对整个油田配电网系统无功需求量数据变化进行动态且及时的跟踪，按照此种方式来确定电容值的投入数据， 实现真正意义上的无功补偿。基于以上分析，可得出：无功动态补偿技术的应用能够有效解决油田配电网中所存在的无功功率过渡补偿问题，避免在配电网正常运行状态下出现过电压现象，对补偿效果产生不利的影响。特别是结合油田 配电网所处运行环境的特殊性因素来看（即油田配电网各个节点位置所对应的负荷指标变化并无既定规律），在应用无功动态补偿技术的过程当中，能够获取明显优于传统固定容量补偿技术的补偿效果，同时还可以兼顾对谐波的有效抑制。其基本工作原理在于：智能控制器设备针对整个油田配电网系统中的无功功率需求量进行动态跟踪与监测，同时借助于固态继电气设备实现对电容器分组投切动作的有效控制，在此基础之上每组串联关系下的电抗器装置作为谐波抑制设备，实现无功动态补偿。
5、无功动态补偿及谐波抑制技术在油田配电网中的应用分析
笔者现从智能控制器设备、 执行元件设备（指固态继电气及电容器设备） 以及谐波抑制这几个方面入手，针对油田配电网中无功动态补偿以及谐波抑制技术的应用情况做详细研究与说明。（1）首先，从智能控制器设备的应用角度上来说，对于该项设备单片机的选取应当满足高性能与低电压这两个方面的特点，同时整个单片机器件应当保障储存性能的有效性，能够适应油田配电网下结构复杂的控制场合。 从实践应用的角度上来说， 为最大限度的避免油田配电网中高次谐波可能对后期电容分组投切动作判据产生干扰性因素影响，三相TV/TA应当分别针对既有工作电流指标及工作电压指标进行交流转化，建立在交流采样的基础之上获取整个油田配电网的无功需求量数据。需要特别注意的一点是：智能控制器设备能够基于对上述无功需求量数据的获取，实现对油田配电网无功补偿量的可靠性控制。（2）其次，从执行元件设备的应用角度上来说，固态继电器设备应当具备：工作性能可靠、干扰小、动作响应速度快、兼容性强等多个方面的应用特点。与此同时，为保障电容器分组投切动作的时效性，电容器器件的选取应当尽量优选交流过零导通性元件。 进一步从实践应用的角度上来说：在智能控制器设备面向整个系统发出动作执行指令的基础之上，晶闸管所对应阴阳极电压过零将处于接通状态， 同时电流过零将处于断开状态。 通过此种方式能够有效防止在电容器设备投切过程中可能造成的过渡投切问题，也能够通过对涌流现象的避免， 提高整个油田配电网运行系统的有效使用寿命。（3）再次，从谐波抑制的应用角度上来说，要想最大限度的抑制谐波，首要明确的是油田配电网产生谐波污染的机制与最主要原因，其在于：大量基于电力电子器件的非线性节能设备应用于油田配电网运行过程当中，再受到并联电容器组的不合理投入因素影响，致使整个油田 配电网的运行谐波污染问题严重，不仅导致电容器出现损坏问题，同时也存在致使整个油田配电网系统发生畸变的安全隐患。为此，需要针对谐波进行有效抑制，同时严格防止谐波产生放大作用。最为有效的实施方案在于： 在上述整个控制系统当中， 通过电抗器设备与电容器设备串联连接的方式构成滤波器，将与之相对应的电抗率指标设定为6%，从而保障其在整个油田配电网运行下相对于基波频率呈现出容性状态，与此同时，还能够发挥高次谐波工作效用，防止电容器设备出现谐波过电流问题，综合优势显著。
6、结束语
由上可知，配电网是油田基础设备中重要的组成部分，直接影响到油田生产目标的实现以及生产建设的可持续性。为此在采取无功动态补偿以及谐波抑制的方式，对提升到配电网运行质量有着极为关键的作用。
参考文献
[1]黄迪星. 县域配电网无功补偿研究及应用[D]. 2020.
[2]韩帅. 配电网冲击负载环境下无功补偿及谐波抑制技术研究[D]. 2019.
[3]熊小俊. 低压无功补偿与谐波抑制产品应用探讨[J]. 智能建筑电气技术， 2019， 013（002）：85-88.
[4]宋冰. 重复控制在谐波抑制与无功补偿装置中的应用研究[D]. 2019.
[5]孙阳光， 樊艳芳， 王一波. 基于谐波谐振指数的配电网谐振严重程度评估[J]. 电力电容器与无功补偿， 2019（4）：101-105.
[6]施胜丹， 方存洋. 静止无功发生器在苏州工业园区高电能质量配电网示范工程中的应用[J]. 电气技术， 2019， 20（03）：102-106.
关键词：无功动态补偿;谐波抑制;技术
1、前言
在当前技术的支持下，我国各类型的油田機械化所应用的抽油机设备大多数都是游梁式结构，该类抽油机设备在实际应用的过程中容易导致大量的能源消耗，为此如何在油田配电网中通过各种技术手段解决能源消耗的问题，是当前应当考虑解决的难题。
2、油田配电线路特点
油田配电网网损率相对较高，主要因为：1）抽油机是油田生产的主要方式， 由于抽油机负荷是变化较大的周期性负荷，要求其具有较大的启动转动力矩，导致电动机选用的富裕量较大，一般抽油机的负载率在 20%～30%之间，导致配电网处于低效状态运行，电网效率较低。2）由于配电变压器容量远大于电动机实际运行容量，致使配电变压器多处于非经济运行状态，导致损耗增加。3）部分6 kV 配电过长，个别线路超过30km，致使线路损耗增加，线路末梢电压低，功率因数低（平均0.5～0.65）。
3、无功补偿
3.1无功补偿原理简述
无功补偿技术的理论依据是无功功率，无功功率是一个抽象概念，一般在电路电场中发挥交换作用，将电能转换为其他形式的能量。例如，如果一个电器设备中存在电磁线圈，就会在周围形成磁场，该磁场会消耗掉一部分无功率。在一个并联电路中，一条线路安装容性功率负荷，另一条线路安装感性功率负荷，这两种负荷就会实现能量交换，其中一条线路运转所需要的功率就可以通过另一条线路来补偿，这就是无功补偿技术的原理。值得注意的是，电容虽然具备抵抗谐波能力，但是这种能力是有限的，如果谐波过大，电容容抗就会受到影响，系统电流很有可能会长时间偏大，缩短电容使用寿命。因此在补偿无功的过程中，如果检测到周围存在较大谐波，就要想办法对谐波进行抑制。
3.2、国内外无功补偿技术现状
在上世纪九十年代初，西方发达国家就已经开始投切电容器的无触点开关的研究与应用，例如富士的SSC系列，比利时沙城电气公司的同类产品。目前，国外的动态无功补偿装置已经得到了广泛的应用与发展。而在这一方面，由于我国的研究起步较晚，人们对动态无功补偿的认识仍不成熟，因此还处于相关技术研究的发展阶段。目前，集中补偿的电容补偿技术是我国电网采用的主要方法， 其绝大多数属于静态补偿，是将电磁型交流接触器作为投切开关，然而这一方法受到多方面因素的限制，例如电容承受涌流能力、放电时间及电容器分级、接触器操作频率以及使用寿命等，因此存在诸多问题，需要展开进一步的研究使其得到解决。具体介绍如下：第一，由于补偿具有等级性与定时性，因此补偿的精确度有待完善，缺乏更随性，一旦负荷变化较快就会限制使用场合;第二，无涌流投入电容器无法实现，针对接触器与电抗器结合的方法，存在损耗较大的问题;第三，电容补偿存在较大的噪音;第四，接触器的线圈属于控制部分的负载，因此在投切时会出现火花干扰的现象，进而导致补偿装置的可靠性与使用寿命受到影响。
4、油田配电网无功动态补偿及谐波抑制系统整体结构分析
在现代电力电子技术不断发展的支持作用之下，无功动态补偿技术开始广泛应用于配电网无功补偿过程当中。通过将其与传统意义上固定容量补偿技术的综合比较发现：此项技术能够以不对谐波进行放大为前提，保障对整个油田配电网系统无功需求量数据变化进行动态且及时的跟踪，按照此种方式来确定电容值的投入数据， 实现真正意义上的无功补偿。基于以上分析，可得出：无功动态补偿技术的应用能够有效解决油田配电网中所存在的无功功率过渡补偿问题，避免在配电网正常运行状态下出现过电压现象，对补偿效果产生不利的影响。特别是结合油田 配电网所处运行环境的特殊性因素来看（即油田配电网各个节点位置所对应的负荷指标变化并无既定规律），在应用无功动态补偿技术的过程当中，能够获取明显优于传统固定容量补偿技术的补偿效果，同时还可以兼顾对谐波的有效抑制。其基本工作原理在于：智能控制器设备针对整个油田配电网系统中的无功功率需求量进行动态跟踪与监测，同时借助于固态继电气设备实现对电容器分组投切动作的有效控制，在此基础之上每组串联关系下的电抗器装置作为谐波抑制设备，实现无功动态补偿。
5、无功动态补偿及谐波抑制技术在油田配电网中的应用分析
笔者现从智能控制器设备、 执行元件设备（指固态继电气及电容器设备） 以及谐波抑制这几个方面入手，针对油田配电网中无功动态补偿以及谐波抑制技术的应用情况做详细研究与说明。（1）首先，从智能控制器设备的应用角度上来说，对于该项设备单片机的选取应当满足高性能与低电压这两个方面的特点，同时整个单片机器件应当保障储存性能的有效性，能够适应油田配电网下结构复杂的控制场合。 从实践应用的角度上来说， 为最大限度的避免油田配电网中高次谐波可能对后期电容分组投切动作判据产生干扰性因素影响，三相TV/TA应当分别针对既有工作电流指标及工作电压指标进行交流转化，建立在交流采样的基础之上获取整个油田配电网的无功需求量数据。需要特别注意的一点是：智能控制器设备能够基于对上述无功需求量数据的获取，实现对油田配电网无功补偿量的可靠性控制。（2）其次，从执行元件设备的应用角度上来说，固态继电器设备应当具备：工作性能可靠、干扰小、动作响应速度快、兼容性强等多个方面的应用特点。与此同时，为保障电容器分组投切动作的时效性，电容器器件的选取应当尽量优选交流过零导通性元件。 进一步从实践应用的角度上来说：在智能控制器设备面向整个系统发出动作执行指令的基础之上，晶闸管所对应阴阳极电压过零将处于接通状态， 同时电流过零将处于断开状态。 通过此种方式能够有效防止在电容器设备投切过程中可能造成的过渡投切问题，也能够通过对涌流现象的避免， 提高整个油田配电网运行系统的有效使用寿命。（3）再次，从谐波抑制的应用角度上来说，要想最大限度的抑制谐波，首要明确的是油田配电网产生谐波污染的机制与最主要原因，其在于：大量基于电力电子器件的非线性节能设备应用于油田配电网运行过程当中，再受到并联电容器组的不合理投入因素影响，致使整个油田 配电网的运行谐波污染问题严重，不仅导致电容器出现损坏问题，同时也存在致使整个油田配电网系统发生畸变的安全隐患。为此，需要针对谐波进行有效抑制，同时严格防止谐波产生放大作用。最为有效的实施方案在于： 在上述整个控制系统当中， 通过电抗器设备与电容器设备串联连接的方式构成滤波器，将与之相对应的电抗率指标设定为6%，从而保障其在整个油田配电网运行下相对于基波频率呈现出容性状态，与此同时，还能够发挥高次谐波工作效用，防止电容器设备出现谐波过电流问题，综合优势显著。
6、结束语
由上可知，配电网是油田基础设备中重要的组成部分，直接影响到油田生产目标的实现以及生产建设的可持续性。为此在采取无功动态补偿以及谐波抑制的方式，对提升到配电网运行质量有着极为关键的作用。
参考文献
[1]黄迪星. 县域配电网无功补偿研究及应用[D]. 2020.
[2]韩帅. 配电网冲击负载环境下无功补偿及谐波抑制技术研究[D]. 2019.
[3]熊小俊. 低压无功补偿与谐波抑制产品应用探讨[J]. 智能建筑电气技术， 2019， 013（002）：85-88.
[4]宋冰. 重复控制在谐波抑制与无功补偿装置中的应用研究[D]. 2019.
[5]孙阳光， 樊艳芳， 王一波. 基于谐波谐振指数的配电网谐振严重程度评估[J]. 电力电容器与无功补偿， 2019（4）：101-105.
[6]施胜丹， 方存洋. 静止无功发生器在苏州工业园区高电能质量配电网示范工程中的应用[J]. 电气技术， 2019， 20（03）：102-106.