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高压动态无功补偿装置的作用及市场状况分析

作者:rxdl0312 发布于:2018/10/30 14:52:18

高压动态无功补偿装置的作用及市场状况分析

 高压动态无功补偿发生装置,即静止同步补偿器,又名静止无功发生器。由于其开关器件为IGBT,所以其动态补偿效果是早期的同步调相机、电容器和无功补偿装置不能比拟的,无功补偿装置以其较低谐波,较高的效率,较快速的动态响应,成为现代柔性交流输电系统中的重要设备。 

  该装置主要用来补偿电网中频繁波动的无功功率,抑制电网闪变和谐波,提高电网的功率因数,改善高压配电网的供电质量和使用效率,进而降低网络损耗,有利于延长输电线路的使用寿命。 

  目前各种无功和谐波补偿的设备中,用于抑制谐波、补偿无功的方法主要有两类:一类是装设谐波无功补偿装置;另一类是对电力电子装置本身进行改造,使其在实现自身功能的同时不产生谐波,也不消耗无功,或者根据需要对其进行功率因数校正。 

  配电网高压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。 

  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。而另一种调压装置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。 

  自从美国学者L.Gyugyi在1976年提出利用半导体变流器进行无功补偿的理论以来,世界各国的专家对大功率新型静止同步补偿器(StaticSynchronousCompensatorSTATCOM)的理论与工程应用研究方兴未艾。 

  日本关西电力公司与三菱电机公司共同研制并于1980年1月投运了世界上首台容量为20MVar的STATCOM样机。1986年10月,由美国国家电力研究院(EPRI)和西屋公司研制世界上首台采用大功率GTO作为逆变器元件的的±1MVar的STATCOM装置投入运行。之后,日本关西电力公司与三菱电机公司又采用GTO研制了±80MVar的STATCOM装置于1991年投运。美国EPRI与田纳西电力局、西屋电气公司合作,在TVA电力系统的Sullivan500KV变电站建造了±100MVar的STATCOM装置,于1993年10月投运。1993年3月东京电力分别与东芝公司和日立公司开发的2台50MVA的STATCOM装置,在东京所属新信浓变电所投入使用。1997年,德国西门子公司将开发研制的8MVar的STATCOM装置安装在丹麦的RejsbyHede风场。在我国,华北电力学院曾研制出强迫换相的可控硅元件无功发生器实验装置,东北电力学院研制了GTO器件的STATCOM实验装置,1999年3月,由河南省电力局和清华大学共同研制的±20MVar的STATCOM在河南洛阳的朝阳变电站并网成功,这是国内首台投入应用的大容量柔性交流输电装置。后来在上海西郊变±50MVar的STATCOM成功运行。不过,目前STATCOM的工程应用方案主要用来补偿系统无功并带有试验的性质,距离大范围普遍应用还有很长的一段距离。 

未来的发展趋势,应该是制造不仅能够治理电网中的谐波,同时也能补偿无功的综合性配电设备。

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