系統(tǒng)頻率偏差限值變化對(duì)SVC設(shè)計(jì)的影響

馬耀家　鄭瑱

摘 要：SVC系統(tǒng)頻率偏差限值是一個(gè)重要參數(shù)，其變化會(huì)對(duì)SVC設(shè)計(jì)會(huì)產(chǎn)生重大影響。對(duì)此問(wèn)題現(xiàn)有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 1010.3—2006缺乏明確規(guī)定。通過(guò)對(duì)實(shí)際工程遇到的問(wèn)題的研究，提出了修改濾波支路設(shè)計(jì)的解決方案，并建議明確規(guī)定我國(guó)500kV電力系統(tǒng)入網(wǎng)的SVC設(shè)計(jì)頻率偏差的限值為±0.2Hz。

關(guān)鍵詞：靜止無(wú)功補(bǔ)償； 系統(tǒng)頻率偏差；行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

引言

隨著科技的發(fā)展，SVC仍然處在發(fā)展完善當(dāng)中，在實(shí)際工程中不斷遇到各種問(wèn)題。在巴西的500kV輸電工程中，就遇到了系統(tǒng)頻率偏差限值選定和調(diào)整的問(wèn)題。本文立足工程實(shí)際，對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行分析研究，并提出解決方案，并對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提出增補(bǔ)建議。

1.研究背景

1.1 SVC概述

SVC作為并聯(lián)可控?zé)o功功率補(bǔ)償裝置，通過(guò)改變其容性和感性等效阻抗來(lái)調(diào)節(jié)輸出，維持或控制電力系統(tǒng)的電壓、無(wú)功功率等參數(shù) [1]。

國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議將SVC分為7種：機(jī)械投切電容器型（MSC）、機(jī)械投切電抗器型（MSR）、自飽和電抗器型（SR）、晶閘管控制電抗器型（TCR）、晶閘管投切電容器型（TSC）、晶閘管投切電抗器型（TSR）、自換相或電網(wǎng)換相器型（SCC/LCC）[1]。

1.2 SVC在500kV長(zhǎng)距離輸電工程中應(yīng)用情況

在500kV長(zhǎng)距離輸電工程當(dāng)中，SVC通常被安排在中繼變電站/開(kāi)關(guān)站，起到支撐500kV母線電壓、提高輸電線路的有功功率傳輸能力、提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定極限等作用。500kV長(zhǎng)距離輸電工程中的SVC典型設(shè)計(jì)包括如下五個(gè)部分：變壓器、TCR支路、TSC支路、濾波支路、控制系統(tǒng)。

1.3 SVC設(shè)計(jì)參數(shù)選擇依據(jù)

（1）國(guó)內(nèi)依據(jù)中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 1010.3—2006《高壓靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置》，該標(biāo)準(zhǔn)共分為5個(gè)部分：系統(tǒng)設(shè)計(jì)、晶閘管閥的試驗(yàn)、控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、密閉式水冷卻裝置。該標(biāo)準(zhǔn)參考IEEE相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[1]、并結(jié)合國(guó)內(nèi)工程經(jīng)驗(yàn)編寫(xiě)而成。

3.2濾波器偏調(diào)的方案

原始設(shè)備訂貨要求濾波電抗器在0～+5%連續(xù)可調(diào)。同時(shí)變壓器制造過(guò)程有裕度，其出廠試驗(yàn)報(bào)告中阻抗變化實(shí)際范圍為14.6%～15%。

考慮這兩個(gè)因素，通過(guò)抽頭將5 次濾波器偏調(diào)至299.4HZ，即可保證5 次濾波器退出運(yùn)行后，5 次諧波畸變率最大為0.492%，在0.6%范圍內(nèi)。

3.3修改濾波器配置的方案

以上兩種方案，均是在不改變現(xiàn)有系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，通過(guò)調(diào)整控制策略限制個(gè)別工況，或者吃設(shè)備裕度來(lái)滿足系統(tǒng)頻率偏差限值增大后的5次諧波超標(biāo)問(wèn)題。

根據(jù)校核計(jì)算，原有5 次濾波器需要將容量增大4Mvar。實(shí)現(xiàn)方式有兩種：一是新增一組4Mvar 5 次濾波器；二是更換現(xiàn)有濾波器。但進(jìn)過(guò)仿真計(jì)算，發(fā)現(xiàn)新增一組4Mvar 5次濾波器等于增加了一條5 次諧波電流通道，大量的5 次諧波電流涌入小容量的5 次濾波支路會(huì)造成嚴(yán)重過(guò)流，此方案不可行。故最終采用第二個(gè)方案，采用新的濾波器支路替換了原有支路，雖然產(chǎn)生一定經(jīng)濟(jì)損失，但從根本上解決了諧波畸變率超標(biāo)問(wèn)題。

4.SVC系統(tǒng)頻率偏差限值選擇的探究

系統(tǒng)頻率偏差限值是SVC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)之一。在系統(tǒng)頻率偏差限值范圍內(nèi)，SVC必須保證滿輸出容量下長(zhǎng)期正常運(yùn)行。通過(guò)上面的工程范例，看到一旦在工程實(shí)施階段調(diào)整該參數(shù)，將不得不更換濾波支路，造成經(jīng)濟(jì)損失，延長(zhǎng)調(diào)試周期，甚至影響工程按期投運(yùn)。

仔細(xì)研究DL/T 1010.3—2006《高壓靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置》，發(fā)現(xiàn)其引用標(biāo)準(zhǔn)之一GB/T 15945-2008 《電能質(zhì)量 電力系統(tǒng)頻率偏差》當(dāng)中規(guī)定了“我國(guó)標(biāo)稱頻率為50HZ的電力系統(tǒng)頻率偏差的允許值為±0.2Hz；當(dāng)系統(tǒng)容量較小時(shí)，偏差值可以放寬到±0.5Hz；用戶沖擊負(fù)荷引起的系統(tǒng)頻率變動(dòng)一般不得超過(guò)±0.2Hz”。 考慮DL/T 1010.3—2006當(dāng)中聲明“下列文件中的條款通過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款”，因而該行標(biāo)當(dāng)中頻率偏差限值應(yīng)當(dāng)遵守國(guó)標(biāo)GB/T 15945-2008中的規(guī)定。

通過(guò)以上論證，本文認(rèn)為我國(guó)500kV電力系統(tǒng)入網(wǎng)的SVC系統(tǒng)頻率偏差限值應(yīng)規(guī)定為±0.2Hz。并建議將此參數(shù)明確寫(xiě)進(jìn)DL/T 1010.3—2006《高壓靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置》。

5.結(jié)論

綜上，系統(tǒng)頻率偏差限值變化對(duì)SVC設(shè)計(jì)的影響主要體現(xiàn)在濾波支路。較為穩(wěn)妥的解決方案是提高濾波容量。出現(xiàn)此類問(wèn)題，深層次的原因是現(xiàn)有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 1010.3—2006對(duì)此缺乏專項(xiàng)說(shuō)明。建議明確規(guī)定我國(guó)500kV電力系統(tǒng)入網(wǎng)的SVC系統(tǒng)頻率偏差的限值為±0.2Hz。

參考文獻(xiàn)：

[1] DL/T 1010.3—2006.高壓靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置[S]北京：中國(guó)電力出版社 ，2007.

[2] IEEE std 1031-2000.IEEE Guide for the functional specification of transmission static var compensators[S]IEEE， 2000.

[3] IEC PAS 62001.Guide to the specification and design evaluation of a.c. filters for HVDC systems. First edition[S]IEC 2004.

[4] GB/T 15945-2008.電能質(zhì)量 電力系統(tǒng)頻率偏差[S]北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社， 2008.

作者簡(jiǎn)介：

馬耀家（1982-），男，工程師，從事電力工程設(shè)計(jì)及建設(shè)管理工作

鄭瑱（1983-）女，助理政工師，從事綜合管理工作。