靜止無功補償器相關(guān)技術(shù)及應(yīng)用研究

【摘要】文章從分析SVC裝置的工作技術(shù)原理入手，對其當(dāng)前的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展空間展開了具體的分析。

【關(guān)鍵詞】SVC；工作原理；應(yīng)用

引言

隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速前進，各種各樣就有極大沖擊性負(fù)荷的設(shè)備不斷出現(xiàn)，如電焊機與電弧爐等，而這設(shè)備的出現(xiàn)就對電網(wǎng)的無功功率造成了極大的沖擊，進而致使母線的電液出現(xiàn)不穩(wěn)定、功率因數(shù)下降等情況，使得眾多電氣設(shè)備無法在限定工況下順利運行，從而大大加大了電網(wǎng)在功率上的損耗?；诖耍瑹o功補償設(shè)備的研發(fā)與出現(xiàn)就成為了電力行業(yè)關(guān)注的焦點所在。下面，文章就以靜止無功補償（SVC）為例，對其相關(guān)技術(shù)和實際應(yīng)用情況展開相關(guān)分析。

1.SVC裝置的工作技術(shù)原理分析

SVC裝置其實專門代指的就是那些應(yīng)用晶閘管的一類SVC裝置，是由TCR（晶閘管控制電抗器）與TSC（晶閘管投切電容器）或是由兩者共同構(gòu)成，亦或是由TCR與FC（濾波電容器）混合應(yīng)用的裝置類型。其中，TCR支路包括了晶閘管閥組與相控電抗器等幾個部分，而TSC支路則包括了電容器與晶閘管閥組兩個部分，密閉式的水冷系統(tǒng)則是用于將晶閘管閥組在實際通流中生出的熱量帶走，屬于TCR與TSC支路中的一個重要的輔助性的設(shè)備。一般來說，TCR支路主要是借助有效調(diào)整晶閘管的觸發(fā)角的大小，來對其電抗器的感性無功出力實施相應(yīng)調(diào)整，從而為系統(tǒng)儲備大量容性無功奠定基礎(chǔ)，而TSC支路則是在其系統(tǒng)出現(xiàn)的故障的時候，借助晶閘管觸發(fā)來進行有效導(dǎo)通，進而發(fā)揮出強補的功能，時間為1s，F(xiàn)C支路不僅可將系統(tǒng)的諧波與TCR支路產(chǎn)生的諧波濾除干凈，而且還能為系統(tǒng)提供必要的容性無功補償[1]。

從圖1可知，TCR支路、FC支路與TSC支路三者是TCR型的SVC裝置的三個主要構(gòu)成部分，而不同的觸發(fā)角，則在很大程度上決定了該時期經(jīng)過TCR回路中的那些主電抗器所產(chǎn)生的總電流量，并使得TCR回路上面的感性無功功率總量發(fā)生相應(yīng)變化，最終發(fā)揮出有效調(diào)整感性無功功率大小的功效。總的來說，在SVC裝置的控制系統(tǒng)中，其主要包括了以下兩個功能：一，實現(xiàn)對穩(wěn)定無功電壓的有效控制，即在穩(wěn)定狀態(tài)下，SVC中的TCR支路被劃分到AVC（電壓無功自動調(diào)節(jié)）系統(tǒng)中的進行有效控制，進而促使TCR在滿足足夠無功存儲的前提下對系統(tǒng)的電壓實施優(yōu)先調(diào)整；二，實現(xiàn)暫態(tài)穩(wěn)定與阻尼的有效控制，即當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)部分故障的時候，SVC的控制系統(tǒng)，具體結(jié)合預(yù)先設(shè)定的220kV母線的電壓數(shù)值與控制輸入的情況，來實現(xiàn)對TCR回路中的無功電流的自動調(diào)整，從而在系統(tǒng)故障下為其提供必要的電壓支持與暫態(tài)阻尼，與此同時，將其強行納入到TSC支路中，以最大限度確保該系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性[2]。

同時SVC裝置中的控制單元，還能在切實借助多反饋調(diào)整方式的基礎(chǔ)上，通過其測量系統(tǒng)將電壓、補償器電流與母線的負(fù)荷有機轉(zhuǎn)變成系統(tǒng)運行所需的兩相電壓與電流，并通過前期預(yù)變化與前端的采集等相關(guān)程序，獲取無功功率、有功功率振蕩增量與電壓的偏差，進而加在加權(quán)計算法的基礎(chǔ)上將SVC三相阻抗數(shù)值計算出來，最后借助其控制系統(tǒng)將其與有機轉(zhuǎn)化成有效的觸發(fā)角度[3]。而且，這時通過對晶閘管觸發(fā)角度進行有效控制，可把其電抗器本身的電流調(diào)根據(jù)實際情況進行調(diào)整，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)榭勺冸姼?，使之能夠同固定的電容器進行同步應(yīng)用，最終得對應(yīng)的電容器符合與電感負(fù)荷，實現(xiàn)靜止補償裝置效果發(fā)揮的最大化。

2.SVC的應(yīng)用與發(fā)展趨勢

當(dāng)前，技術(shù)發(fā)展比較完善的SVC已經(jīng)被大力應(yīng)用在配電系統(tǒng)中的補償控制環(huán)節(jié)與輸電系統(tǒng)中的電壓控制環(huán)節(jié)以及電力終端用戶無功補償與電壓穩(wěn)定環(huán)節(jié)中，并取得了一定效果。比如那些配置在電網(wǎng)側(cè)的SVC裝置，多用于10kV、35kV與電壓等級比較高的線路上面，而且隨著其電壓等級的升高，該裝置的無功補償裝置和變壓器容量也會隨之有所增加，據(jù)相關(guān)調(diào)查統(tǒng)計，每年SVC裝置的市場需求量均在38億元左后，可見，SVC在今后將面臨著較大的發(fā)展前景[4]。

第一，在電網(wǎng)方面。近些年來，由于電網(wǎng)使用的構(gòu)成比顯著低于企業(yè)用戶，為此，緊隨國家對電網(wǎng)建設(shè)工程的重視與投入的增加，對智能電網(wǎng)技術(shù)也將提出更高的要求，從而為SVC裝置在電網(wǎng)領(lǐng)域中提供更為廣闊的發(fā)展空間。據(jù)當(dāng)前情況與國家電網(wǎng)的相關(guān)戰(zhàn)略目標(biāo)來看，2013年后可能SVC裝置需求應(yīng)用大爆發(fā)的時期。

第二，在電氣化鐵路建設(shè)方面。結(jié)合國家鐵路網(wǎng)的相關(guān)戰(zhàn)略目標(biāo)來看，我國鐵路在2020年，其運營歷程將達(dá)到12萬公里，而電氣率也會增加大60%左右，也就是說，電氣化鐵路在2020年的實際運營歷程將提升至7.2萬公里。而通常來看，在電氣化鐵路中，大約每隔50公里就需配置一個變電站，若按上述目標(biāo)，未來增加800個左右的牽引變電站，這時，若假設(shè)一個變電站中SVC所需造價是250萬，那么，照這樣發(fā)展，今后我國每年用于高鐵變電站建設(shè)的SVC造價就在2億元左右。

第三，在其它領(lǐng)域中，比如煤礦行業(yè)、冶金等，伴隨社會對企業(yè)節(jié)能要求的不斷提高，特別是高耗能行業(yè)，甚至制定了相應(yīng)的減排標(biāo)準(zhǔn)，而這些就促使企業(yè)紛紛開始尋求新的減排措施，從而為SVC的發(fā)展創(chuàng)造了巨大的空間。

結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)階段，SVC儼然被看成了一種極為重要的無功補償措施，而不斷提升SVC裝置的設(shè)計效率，積極研發(fā)出具有獨立自主權(quán)且性能穩(wěn)定、適用性廣的SVC裝置就成為了時代所趨，必須給予其高度重視。而本文通過對SVC裝置的工作技術(shù)原理進行分析，具體探討了其在我國電網(wǎng)、電氣化鐵路建設(shè)與其它相關(guān)領(lǐng)域中的有效應(yīng)用，為今后SVC的進一步研究提供了一定參考。

參考文獻

[1]李麗麗，陳少紅.靜止無功補償SVC裝置的原理及在泉州電網(wǎng)的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2013，（15）：71-71，73.

[2]魏效志.高性能靜止無功補償系統(tǒng)的研制及應(yīng)用[D].山東大學(xué)，2013.

[3]湯曉華，洪霞.靜止無功補償?shù)亩郉SP控制器研制與應(yīng)用[J].電力電子技術(shù)，2012，46（2）：86-88.

[4]楊申，王中偉，李思雨等.新型配電變一體化靜止無功補償技術(shù)研究[J].中國機械，2014，（11）：46-46.