電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)若干問(wèn)題研究

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摘要：隨著高電壓、大功率電力的半導(dǎo)體器件的發(fā)展和應(yīng)用，功率變換技術(shù)逐漸完善，電力電子裝置的廣泛應(yīng)用，對(duì)無(wú)功功率快速動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)男枨笤絹?lái)越大，無(wú)功功率平衡是降低電網(wǎng)損耗，保證電力系統(tǒng)電能的質(zhì)量以及安全運(yùn)行不可或缺的部分，電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)不僅能夠改善供電系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，而且對(duì)抑制過(guò)電壓以及電壓的跌落具有重要的作用和價(jià)值。對(duì)電的提高用電效率和輸電能力具有重要的作用和價(jià)值。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)問(wèn)題

中圖分類(lèi)號(hào)：TE928 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）08（b）-0130-01

1電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的作用

近年來(lái)，隨著我國(guó)到大功率非線(xiàn)性負(fù)荷的不斷的增加，電網(wǎng)的諧波污染以及無(wú)功沖擊的不斷上升，無(wú)功調(diào)節(jié)手段的缺乏造成母線(xiàn)電壓隨著運(yùn)行方式的變化，導(dǎo)致電網(wǎng)系統(tǒng)中穩(wěn)定性受到嚴(yán)重的影響，電網(wǎng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性與無(wú)功功率的有效性有很大的關(guān)系。電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)是一項(xiàng)提高電壓穩(wěn)定性的有效并且經(jīng)濟(jì)的措施，也是保證電網(wǎng)安全性穩(wěn)定性以及戰(zhàn)略防御的客觀需求[1]。在電網(wǎng)系統(tǒng)中采用這種技術(shù)不僅能夠提高輸電能力以及保證電壓的穩(wěn)定性，而且對(duì)提高配電網(wǎng)電能的質(zhì)量的綜合指標(biāo)，改善系統(tǒng)的靜態(tài)以及動(dòng)態(tài)的品質(zhì)具有重要的作用。電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在輸電系統(tǒng)中作用主要有以下幾點(diǎn)：（1）電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)能夠提高電力系統(tǒng)的功率因數(shù)，減少無(wú)功潮流降低網(wǎng)絡(luò)損壞，從而能夠節(jié)約電能資源；（2）調(diào)節(jié)系統(tǒng)的電壓，改善電能的質(zhì)量；（3）動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)對(duì)提高配電系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性和靜態(tài)穩(wěn)定性，限制操作過(guò)電壓具有重要的作用和價(jià)值；（4）能夠抑制次同步振蕩和加強(qiáng)對(duì)低頻振蕩的阻尼；（5）減少電流和電壓的不平衡。減少線(xiàn)路的損失等作用。

2 電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)從帶旋轉(zhuǎn)的機(jī)械方式到目前的電力電子元件的應(yīng)用，其發(fā)展歷程可以分為以下幾個(gè)階段：（1）同步調(diào)相機(jī)，這個(gè)階段的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)呈現(xiàn)的特點(diǎn)主要是噪聲大、響應(yīng)速度慢、、技術(shù)陳舊、能量損耗大等特點(diǎn)；（2）開(kāi)關(guān)投切電容器，這個(gè)階段的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)補(bǔ)償方式響應(yīng)速度慢并且連續(xù)可控制性相對(duì)比較差；（3）晶閘管投切電容器和晶閘管控制電容器裝置，在這個(gè)階段中裝置主要采用晶閘管串聯(lián)控制技術(shù)，不僅損耗下、速度快、而且控制靈活、是一種實(shí)用性強(qiáng)，并且相對(duì)成熟的技術(shù)；（4）靜止無(wú)功發(fā)生器，這個(gè)階段主要采用可關(guān)斷器件串聯(lián)技術(shù)，這種技術(shù)速度快、占地面積小、控制靈活方便，這種技術(shù)是目前比較先進(jìn)的一種技術(shù)。現(xiàn)在在世界范圍內(nèi)采用的無(wú)功補(bǔ)償裝置主要是晶閘管無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，這種裝置主要有三種類(lèi)型：一種是晶閘管控制電抗器（Thyristor Control Reactor，TCR）；一種是具有飽和電抗器的無(wú)功補(bǔ)償裝置（Saturated Reactor，SR）；另一種是晶閘管投切電容器裝置（Thyri stor switch Capacitor，TSC）。

其中TCR型動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置主要有一下特點(diǎn)：（1）可以根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷的情況進(jìn)行分相調(diào)節(jié)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)從0到1最大功率的連續(xù)調(diào)節(jié)[2]；（2）電路相對(duì)比較簡(jiǎn)單，操作以及維護(hù)方便，但是相對(duì)存在一些缺點(diǎn)，比如在運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一些諧波，占地面積大設(shè)備投資大等缺點(diǎn)。

TSC型動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方式主要有以下特點(diǎn)：（1）設(shè)備投資小，如果與TCR相比能夠節(jié)省25%；（2）結(jié)構(gòu)緊湊，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中能夠設(shè)計(jì)為柜體的形式，并且占地面積??；（3）運(yùn)行能耗小，電容器自身是沒(méi)有過(guò)度過(guò)程投切，不會(huì)產(chǎn)生諧波的現(xiàn)象，設(shè)計(jì)合理的諧波還能夠吸收諧波。

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，隨著科學(xué)技術(shù)的研究和發(fā)展，靜止型無(wú)功補(bǔ)償裝置的出現(xiàn)能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康?。靜止型無(wú)功補(bǔ)償裝置主要采用換向變流電路的靜止無(wú)功發(fā)生器技術(shù)（Static Var Generator，SVG）。與傳統(tǒng)的TCR裝置相比，SVG技術(shù)的運(yùn)行范圍更加廣泛、調(diào)節(jié)速度更快，并且在多重化、PWM技術(shù)以及多電平等措施中不僅能夠極大地減少補(bǔ)償電流中諧波的含量，而且還能夠極大的縮小裝置的投資成本以及體積，但是其價(jià)格卻比普通的晶閘管高很多，并且這種技術(shù)應(yīng)用于小型的儲(chǔ)能元件水平進(jìn)一步提高。

3電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用

由于國(guó)外的SVC技術(shù)價(jià)格高并且維系以及售后服務(wù)不及時(shí)，備用件的價(jià)格昂貴等存在很多的不利的因素。針對(duì)這種狀況我國(guó)在20世紀(jì)80年代開(kāi)始著重研究SVC技術(shù)，在2001年我國(guó)推出一項(xiàng)TCR型的SVC技術(shù)，這種技術(shù)主要采用綜合自動(dòng)化、光電觸發(fā)以及封閉式純水冷卻和全數(shù)字化控制等先進(jìn)的技術(shù)，在電網(wǎng)以及變電站的無(wú)功電壓控制中以及工業(yè)用戶(hù)中得到成功應(yīng)用。這種技術(shù)的應(yīng)用不僅有效改善電網(wǎng)電能的質(zhì)量，保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全性以及穩(wěn)定性，而且對(duì)節(jié)能降耗和可靠生產(chǎn)具有重要的作用和價(jià)值。

隨著電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)研究和發(fā)展，在2004年TCR型SVC工程投入運(yùn)行，不僅實(shí)現(xiàn)SVC國(guó)產(chǎn)化，而且SVC容量調(diào)節(jié)范圍能夠達(dá)到-53～100Mvar，可以直接應(yīng)用于35KV的電壓等級(jí)系統(tǒng)中。從而實(shí)現(xiàn)我國(guó)輸電領(lǐng)域中大容量、高技術(shù)水平和高電壓的SVC裝置在電網(wǎng)中應(yīng)用。TCR型SVC關(guān)鍵技術(shù)主要包括：SVC聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，綜合自動(dòng)化技術(shù)、電網(wǎng)集成技術(shù)以及多位處理器協(xié)調(diào)控制技術(shù)、晶閘管閥電氣和結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)技術(shù)，半導(dǎo)體器件的冷卻技術(shù)等主要技術(shù)。TCR型SVC技術(shù)在電網(wǎng)中應(yīng)用具有以下特點(diǎn)：（1）控制系統(tǒng)主要采用DSP的全數(shù)字化控制器，動(dòng)態(tài)響應(yīng)的速度快，時(shí)間段，并且編程功能強(qiáng)、控制精度高等優(yōu)點(diǎn)；（2）控制靈活方便能夠?qū)崿F(xiàn)分相控制、三相控制以及三相平衡化等控制方式[3]；（3）具有遠(yuǎn)方操作，多功能自動(dòng)化接口以及自動(dòng)化系統(tǒng)接口功能，而且能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)人值班；（4）晶閘管閥體主要采用臥式的晶閘管閥組，運(yùn)行安全可靠、并且設(shè)備緊湊，維護(hù)工作量少等特點(diǎn)。

4結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功技術(shù)的研究和發(fā)展，在電網(wǎng)系統(tǒng)中采用SVC技術(shù)不僅能夠給解決電壓崩潰和電壓穩(wěn)定的問(wèn)題，而且對(duì)保證電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性具有重要的意義和價(jià)值。電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)不僅能夠改善供電系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，而且對(duì)抑制過(guò)電壓以及電壓的跌落具有重要的作用和價(jià)值。對(duì)電提高用電效率和輸電能力具有重要的作用和價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 任丕德，劉發(fā)友，周勝軍.動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀[J].電網(wǎng)技術(shù)，2004，28（23）：82-83.

[2] Tabandeh，M，Alavi MH，MaramiM，et a1.Design and implementat ion of TSC type SVC using a new approach fOr electrical quantities measurement.P0wer Tech Proceedings.2001 IEEE Porto，2，2001.

[3] 王玉斌.配電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的研究[D].山東大學(xué)，2007.