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常見問題

靜態無功補償和動態無功補償的區別

SVC(Static Var Compensator)是一種靜止無功補償器。靜止無功補償器是由晶閘管所控制投切電抗器和電容器組成,由于晶閘管對于控制信號反應極為迅速,而且通斷次數也可以不受限制。當電壓變化時靜止補償器能快速、平滑地調節,以滿足動態無功補償的需要,同時還能做到分相補償;對于三相不平衡負荷及沖擊負荷有較強的適應性;但由于晶閘管控制對電抗器的投切過程中會產生高次諧波,為此需加裝專門的濾波器?! ?br/>

目前,中國電網的建設和運行中長期存在的一個問題是無功補償容量不足和配備不合理,特別是可調節的無功容量不足,快速響應的無功調節設備更少。近年來,隨著大功率非線性負荷的不斷增加,電網的無功沖擊和諧波污染呈不斷上升的趨勢,無功調節手段的缺乏使得母線電壓隨運行方式的改變而變化很大。導致電網的線損增加,電壓合格率降低。此外,隨著電網的發展,系統穩定性的問題也愈加重要。動態無功補償技術是一種提高電壓穩定性的經濟、有效的措施。

另外,靜態無功補償技術在風電場、冶金、電氣化鐵路,煤炭等工業領域的客觀需求也很大。在目前情況下,靜止型動態無功補償裝置(SVC)對于解決各種負載所產生的無功沖擊是很有效的。使電網電壓波動明顯改善,功率因數明顯提高,是一種技術含量高、經濟效益顯著的新型節能裝置。晶閘管變流裝置和控制系統能夠實現這個功能。采集母線的無功電流值和電壓值,合成無功值,和所設定的恒無功值進行比較,計算得到的觸發角大小。通過晶閘管觸發裝置,使晶閘管流過所需要的電流。

1.動態無功補償

靜止同步補償器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)應用了新一代的電力電子器件(如門極可關斷晶閘管(GateTurn-off Thyristor,GTO)、絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)、集成門極換相型晶閘管

(IntegratedGate Commutated Thyristor,IGCT)和現代控制技術(如逆系統、直接反饋線性化等), 具有補償系統感性和容性無功、提高系統功率因數、改善電能質量、提高電力系統穩定性等多重功能。STATCOM自問世以來, 就引起各國電力科研和工業界的廣泛重視, 得到了迅速發展和應用, 它是目前用于電力系統中性能最好的無功補償裝置,是柔性交流輸電系統的核心。

STATCOM在電力系統中的作用是進行無功補償,維持連接點的電壓為給定值,提高系統電壓的穩定性,改善系統的穩態性能和動態性能。STATCOM是基于瞬時無功功率的概念和補償原理,采用全控型開關器件組成自換相逆變器,輔之以小容量儲能元件構成無功補償裝置。與現有的靜止無功補償裝置(SVC)相比,具有調節速度更快、運行范圍更寬、吸收無功連續、諧波電流小、損耗低、所用電抗器和電容器容量及安裝面積大為降低等優點。

傳統的補償諧波和無功電流的另一種方法是裝設無源濾波器,通常由電力電容器、電抗器和電阻器串并聯組合而成,該方法既可補償諧波,又可補償無功功率。目前我國常用的無功調節設備仍為機械式并聯電抗器、投切電容器,這些靜止型調壓手段,因調節不連續、響應速度慢,很難滿足系統運行方式快速變化時的需求。

另一種調壓裝置SVC,響應速度很快,但由于呈恒阻抗特性,使得在電壓低時,無法提供所需的無功支持,因此應付突發事件的能力較弱,并且為了抑制諧波,必須裝設濾波器,占地面積較大,此外,過多的SVC裝置容易引發系統振蕩。相比之下,新型無功補償裝置STATCOM則是較為有效的調壓手段,它的無功電流輸出可在很大電壓變化范圍內恒定,在電壓低時仍能提供較強的無功支撐,并且可從感性到容性全范圍內連續調節。

 

2.無功補償原理:

電網輸出的功率包括兩部分:一是有功功率;二是無功功率。直接消耗電能,把電能轉變為機械能、熱能、化學能或聲能,利用這些能作功,這部分功率稱為有功功率,不消耗電能,只是把電能轉換為另一種形式的能,這種能作為電氣設備能夠作功的必備條件,并且,這種能是在電網中與電能進行周期性轉換,這部分功率稱為無功功率,如電磁元件建立磁場占用的電能,電容器建立電場所占的電能.電流在電感元件中作功時,電流滯后于電壓90°。而電流在電容元件中作功時,電流超前電壓90°。在同一電路中,電感電流與電容電流方向相反,互差180°。如果在電磁元件電路中有比例地安裝電容元件,使兩者的電流相互抵消,使電流的矢量與電壓矢量之間的夾角縮小,就能達到無功補償的目的。

配電網無功補償與諧波治理裝置研發成功,并投入批量生產,可帶來較大的社會效益,目前我國配電網中普遍存在著無功補償不足、布置不合理的情況,存在著城鄉電網與區域電網電容器容量倒置現象。10KV電壓等級以上的配電電網用戶無功需求量很大,有效合理的使用無功補償與諧波治理裝置,對配電網中的無功和諧波進行補償,不僅可以達到節能降耗的目的,還可以減少用電裝置的損害及由諧波引起的事故。




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