SVG有源動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
日期：2020-12-15 / 人氣：2658 / 來(lái)源：艾伯森電氣
隨著大量非線性電力負(fù)荷諧波源在電力系統(tǒng)中的使用，除了要消耗大量有功功率外，還需要吸收大量的沖擊性無(wú)功功率，這樣就會(huì)引起配電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生低功率因數(shù)、電壓波動(dòng)與閃變、諧波、以及三相不平衡等問題，不僅使配電網(wǎng)供電電能質(zhì)量逐步惡化，同時(shí)諧波還會(huì)引起配電網(wǎng)保護(hù)控制系統(tǒng)發(fā)生“拒動(dòng)”、“誤動(dòng)”等不利情況發(fā)生，降低配電網(wǎng)供電可靠性。
- SVG靜止無(wú)功發(fā)生器的工作原理
- SVG在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
隨著大量非線性電力負(fù)荷諧波源在電力系統(tǒng)中的使用，除了要消耗大量有功功率外，還需要吸收大量的沖擊性無(wú)功功率，這樣就會(huì)引起配電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生低功率因數(shù)、電壓波動(dòng)與閃變、諧波、以及三相不平衡等問題，不僅使配電網(wǎng)供電電能質(zhì)量逐步惡化，同時(shí)諧波還會(huì)引起配電網(wǎng)保護(hù)控制系統(tǒng)發(fā)生“拒動(dòng)”、“誤動(dòng)”等不利情況發(fā)生，降低配電網(wǎng)供電可靠性。
因此，在存在大量諧波分量的配電網(wǎng)系統(tǒng)中，進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償和諧波治理是非常必要中。將基于柔性交流輸電技術(shù)的靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置(SVG)應(yīng)用到配電網(wǎng)中，進(jìn)行電力系統(tǒng)無(wú)功功率的補(bǔ)償和諧波治理，對(duì)提高配電網(wǎng)供電電能質(zhì)量和供電可靠性，就顯得非常有無(wú)功補(bǔ)償與諧波治理實(shí)踐應(yīng)用研究意義。
SVG靜止無(wú)功發(fā)生器的工作原理
SVG靜止無(wú)功發(fā)生器是配電網(wǎng)中滿足無(wú)功快速準(zhǔn)確可靠補(bǔ)償、減少諧波電流的無(wú)功補(bǔ)償及諧波治理裝置。SVG靜止無(wú)功發(fā)生器的基本工作原理是將自換相橋式變流電路經(jīng)電抗或直接并聯(lián)到配電網(wǎng)系統(tǒng)中，通過內(nèi)部智能控制單元運(yùn)行分析獲得無(wú)功補(bǔ)償策略，自動(dòng)自適應(yīng)的調(diào)節(jié)橋式電路交流側(cè)輸出電壓的相位和幅值（電壓型無(wú)功補(bǔ)償裝置），或直接控制SVG裝置交流側(cè)電流（電流型無(wú)功補(bǔ)償裝置），就可以使該變流電路吸收或者發(fā)出滿足配電網(wǎng)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)要求的無(wú)功容量，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)無(wú)功的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償和諧波治理作用。
SVG在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
工程概況
某11OkV電力系統(tǒng)中A變電站主要為該區(qū)域冶煉企業(yè)提供電能，工業(yè)負(fù)荷約占65%。因?yàn)楣I(yè)負(fù)荷較大，其晝夜負(fù)荷波動(dòng)較大，據(jù)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)可知，該區(qū)域最大電力負(fù)荷約12.8萬(wàn)kw（為夜間低谷時(shí)間，由于工業(yè)企業(yè)普遍采取低谷時(shí)段低費(fèi)率用電模式），而在白晝時(shí)段其最小負(fù)荷僅為6.9萬(wàn)kw，峰谷差5.9萬(wàn)kW。另外，由于該區(qū)域工業(yè)負(fù)荷中非線性負(fù)荷容量較大，諧波注入到配電網(wǎng)中導(dǎo)致嚴(yán)重污染，曾多次發(fā)生10kV線路I母和II母?jìng)?cè)發(fā)生補(bǔ)償電容器燒毀、以及配電網(wǎng)繼電保護(hù)“誤動(dòng)”、“誤動(dòng)”等事故，嚴(yán)重影響到供電電能質(zhì)量水平和供電可靠性。
110kV變電站10kV側(cè)線路在夜間集中用電時(shí)段，其母線電壓畸變率高達(dá)6.7%，超出標(biāo)稱電壓10kV配電網(wǎng)的國(guó)家規(guī)定的4%限值標(biāo)準(zhǔn)，且諧波電流分量也達(dá)到基波電流的7.5%，10kV配電網(wǎng)線損相當(dāng)高。在110kV主變壓器處于50%負(fù)載率工況下，10kV側(cè)配電網(wǎng)中5次、7次、11次諧波電流嚴(yán)重超標(biāo)，其中7次諧波電流超標(biāo)約2倍，所需補(bǔ)償總諧波電流為27.05A。
ABSVG補(bǔ)償容量計(jì)算
考慮預(yù)留20%的富裕量，即需補(bǔ)償32A總諧波電流。在計(jì)算SVG裝置無(wú)功補(bǔ)償容量時(shí)，不僅要考慮10kV配電網(wǎng)基波無(wú)功補(bǔ)償容量，同時(shí)還要考慮在容量范圍內(nèi)補(bǔ)償配電網(wǎng)中存在的諧波分量，對(duì)配電網(wǎng)諧波進(jìn)行有效治理，有效提高供電電能質(zhì)量水平。根據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算，知I母和II母需要補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功容量分別為3.6MVA和3.9MVA。因此，I母和II母分別選用的SVG無(wú)功發(fā)生器裝置計(jì)算所需容量為：3.6+0.57/2=3.85MVA，取SVG無(wú)功發(fā)生器補(bǔ)償容量為±4 Mvar，同理II母SVG無(wú)功發(fā)生裝置的補(bǔ)償容量也取為±4Mvar。
應(yīng)用效果分析
ABSVG 系列靜止無(wú)功發(fā)生器技術(shù)特點(diǎn):可補(bǔ)償感性無(wú)功，也可補(bǔ)償容性無(wú)功，提高功率因數(shù)到0.99 以上，具有三相不平衡補(bǔ)償功能;實(shí)時(shí)補(bǔ)償，補(bǔ)償容量等于安裝容量，全數(shù)字化控制，采用先進(jìn)的基于瞬時(shí)無(wú)功理論的控制算法，實(shí)時(shí)精確地補(bǔ)償系統(tǒng)中的無(wú)功電流;裝置運(yùn)行時(shí)被控制為電流源，不存在與系統(tǒng)發(fā)生諧振的問題,自動(dòng)限流功能，無(wú)過補(bǔ)、無(wú)欠補(bǔ)問題,屏幕實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)和裝置運(yùn)行參數(shù)，具有故障報(bào)警及追憶功能;功率電路和控制電路采用模塊化設(shè)計(jì)，在實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的同時(shí)提高了使用中的可靠性和可
維修性，極大方便了系統(tǒng)安裝.
在該110kV變電站10kV側(cè)I母和II母上分別配置±4Mvar的LBSVG無(wú)功發(fā)生器裝置，經(jīng)調(diào)試投運(yùn)后，10kV側(cè)I母和II母的母線電壓畸變率、諧波電流均處于合格范圍內(nèi)，其中電壓畸變率由補(bǔ)償前的6.7%有效降到2.8%，能夠滿足10kV公用電網(wǎng)諧波電壓限值4%的要求，補(bǔ)償效果十分明顯。
ABSVG靜止無(wú)功發(fā)生器能從配電網(wǎng)中吸收或輸送連續(xù)可調(diào)的無(wú)功功率，從而有效提高配電網(wǎng)的無(wú)功容量的平衡能力，穩(wěn)定了供電電壓水平，降低了配電網(wǎng)線損，提高了電力系統(tǒng)供電電能質(zhì)量水平和供電可靠性。隨著以電力電子元器件為核心的大功率電氣設(shè)備在配電網(wǎng)系統(tǒng)中的使用，ABSVG靜止無(wú)功發(fā)生器良好的無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償和諧波治理功能，必將在電力系統(tǒng)中的得到廣泛的推廣應(yīng)用。
ABSVG靜止無(wú)功發(fā)生器提高了功率因數(shù),獲得優(yōu)惠電費(fèi)價(jià)格,至少可避免被罰款。其次,降低了企業(yè)的用電量。第三,在系統(tǒng)內(nèi)電壓一定情況下,降低了視在電流。第四,提高系統(tǒng)變壓器的使用裕度。第五,提高系統(tǒng)內(nèi)電壓數(shù)值。綜合上述原因,對(duì)企業(yè)整體而言,進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償有相對(duì)直接的經(jīng)濟(jì)效益。
山東艾伯森電氣有限公司依托自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，根據(jù)客戶需求向用戶提供高性價(jià)比配套產(chǎn)品，并在行業(yè)內(nèi)擁有技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，以電 能質(zhì)量治理為核心，推出了系列有源電力濾波器、系列諧波保護(hù)器、系列無(wú)源濾波補(bǔ)償柜、系列多功能電力儀表等產(chǎn)品及電能質(zhì)量評(píng)測(cè)的 全套解決方案。
作者：艾伯森電氣