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静态无功补偿和动态无功补偿的比较

已有 413 次阅读2015-4-7 10:48

静态无功补偿

SVC(Static Var Compensator)是一种静止无功补偿器。静止无功补偿器是由晶闸管所控制投切电抗器电容器组成,由于晶闸管对于控制信号反应极为迅速,而且通断次数也可以不受限制。当电压变化时静止补偿器能快速、平滑地调节,以满足动态无功补偿的需要,同时还能做到分相补偿;对于三相不平衡负荷及冲击负荷有较强的适应性;但由于晶闸管控制对电抗器的投切过程中会产生高次谐波,为此需加装专门的滤波器。   

目前,中国电网的建设和运行中长期存在的一个问题是无功补偿容量不足和配备不合理,特别是可调节的无功容量不足,快速响应的无功调节设备更少。近年来,随着大功率非线性负荷的不断增加,电网的无功冲击和谐波污染呈不断上升的趋势,无功调节手段的缺乏使得母线电压随运行方式的改变而变化很大。导致电网的线损增加,电压合格率降低。此外,随着电网的发展,系统稳定性的问题也愈加重要。动态无功补偿技术是一种提高电压稳定性的经济、有效的措施。

另外,静态无功补偿技术在风电场、冶金、电气化铁路,煤炭等工业领域的客观需求也很大。在目前情况下,静止型动态无功补偿装置(SVC)对于解决各种负载所产生的无功冲击是很有效的。使电网电压波动明显改善,功率因数明显提高,是一种技术含量高、经济效益显著的新型节能装置。晶闸管变流装置和控制系统能够实现这个功能。采集母线的无功电流值和电压值,合成无功值,和所设定的恒无功值进行比较,计算得到的触发角大小。通过晶闸管触发装置,使晶闸管流过所需要的电流。

动态无功补偿

静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)应用了新一代的电力电子器件(如门极可关断晶闸管(GateTurn-off Thyristor,GTO)、绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)、集成门极换相型晶闸管(IntegratedGate Commutated Thyristor,IGCT)和现代控制技术(如逆系统、直接反馈线性化等), 具有补偿系统感性和容性无功、提高系统功率因数、改善电能质量、提高电力系统稳定性等多重功能。STATCOM自问世以来, 就引起各国电力科研和工业界的广泛重视, 得到了迅速发展和应用, 它是目前用于电力系统中性能最好的无功补偿装置,是柔性交流输电系统的核心。

STATCOM在电力系统中的作用是进行无功补偿,维持连接点的电压为给定值,提高系统电压的稳定性,改善系统的稳态性能和动态性能。STATCOM是基于瞬时无功功率的概念和补偿原理,采用全控型开关器件组成自换相逆变器,辅之以小容量储能元件构成无功补偿装置。与现有的静止无功补偿装置(SVC)相比,具有调节速度更快、运行范围更宽、吸收无功连续、谐波电流小、损耗低、所用电抗器和电容器容量及安装面积大为降低等优点。

 

传统的补偿谐波和无功电流的另一种方法是装设无源滤波器,通常由电力电容器、电抗器和电阻器串并联组合而成,该方法既可补偿谐波,又可补偿无功功率。目前我国常用的无功调节设备仍为机械式并联电抗器、投切电容器,这些静止型调压手段,因调节不连续、响应速度慢,很难满足系统运行方式快速变化时的需求。

另一种调压装置SVC,响应速度很快,但由于呈恒阻抗特性,使得在电压低时,无法提供所需的无功支持,因此应付突发事件的能力较弱,并且为了抑制谐波,必须装设滤波器,占地面积较大,此外,过多的SVC装置容易引发系统振荡。相比之下,新型无功补偿装置STATCOM则是较为有效的调压手段,它的无功电流输出可在很大电压变化范围内恒定,在电压低时仍能提供较强的无功支撑,并且可从感性到容性全范围内连续调节。

 

注意事项

无功补偿原理:

电网输出的功率包括两部分:一是有功功率;二是无功功率。直接消耗电能,把电能转变为机械能、热能、化学能或声能,利用这些能作功,这部分功率称为有功功率,不消耗电能,只是把电能转换为另一种形式的能,这种能作为电气设备能够作功的必备条件,并且,这种能是在电网中与电能进行周期性转换,这部分功率称为无功功率,如电磁元件建立磁场占用的电能,电容器建立电场所占的电能.电流在电感元件中作功时,电流滞后于电压90°。而电流在电容元件中作功时,电流超前电压90°。在同一电路中,电感电流与电容电流方向相反,互差180°。如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件,使两者的电流相互抵消,使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小,就能达到无功补偿的目的。

配电网无功补偿与谐波治理装置研发成功,并投入批量生产,可带来较大的社会效益,目前我国配电网中普遍存在着无功补偿不足、布置不合理的情况,存在着城乡电网与区域电网电容器容量倒置现象。10KV电压等级以上的配电电网用户无功需求量很大,有效合理的使用无功补偿与谐波治理装置,对配电网中的无功和谐波进行补偿,不仅可以达到节能降耗的目的,还可以减少用电装置的损害及由谐波引起的事故。


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