輸配電動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)

杜 娟

安徽光華電力工貿(mào)有限責(zé)任公司

輸配電動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)

杜 娟

安徽光華電力工貿(mào)有限責(zé)任公司

本文作者從相關(guān)的法律法規(guī)還有電力能源的發(fā)展方向的指示精神出發(fā)，基于對(duì)國內(nèi)外的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)的認(rèn)識(shí)，對(duì)輸配點(diǎn)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)展開了研究。

輸配電系統(tǒng)；動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)

目前人類社會(huì)所面臨的問題是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，在實(shí)際的發(fā)展條件下，保證現(xiàn)代社會(huì)可靠的、優(yōu)質(zhì)的電力供應(yīng)是亟需解決的問題。最為“20世紀(jì)最偉大的工程技術(shù)成就之一”，電氣由于清潔、方便、高效又被稱為“通向可持續(xù)發(fā)展的橋梁”，怎樣合理而有效的發(fā)展電力技術(shù)是改善我們的生存環(huán)境以及生活質(zhì)量的重要方向。隨著社會(huì)發(fā)展的腳步的加快，電網(wǎng)的諧波的污染問題也越來越嚴(yán)重，對(duì)于輸配電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)慕鉀Q意見迫在危急。本文從當(dāng)前應(yīng)用比較廣的投切電容器（SVC）技術(shù)和無功發(fā)生器（STATCOM）技術(shù)對(duì)輸配電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)慕鉀Q進(jìn)行了了解，為了適當(dāng)選擇動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)方案，本文也對(duì)無功發(fā)生器（STATCOM）和投切電容器（SVC）進(jìn)行了對(duì)比。從對(duì)目前的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償方法的剖析，發(fā)現(xiàn)盡管現(xiàn)在已經(jīng)研發(fā)出了新型的、功能比較強(qiáng)大的無功發(fā)生器（STATCOM），但是無功發(fā)生器（STATCOM）還是存在很多的不足，需要進(jìn)一步的改善。千里之行始于足下，對(duì)于配電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)的研究還需要廣大電網(wǎng)工作者、技術(shù)研發(fā)專家的共同努力。

1　對(duì)配輸電系統(tǒng)的要求

1.1經(jīng)濟(jì)性

以保證質(zhì)量為前提的節(jié)約成本，在滿足輸送以及分配電力的技術(shù)要求的條件下，盡可能的降低造價(jià)。

1.2可靠性

隨著人們生活對(duì)電力電能的需求、電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及用戶的重要性不斷的增加，系統(tǒng)事故會(huì)帶來嚴(yán)重的后果，因此對(duì)配輸電系統(tǒng)可靠性的要求也隨之提高。

1.3環(huán)保節(jié)能

堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展，樹立良好的科學(xué)發(fā)展觀，這就要求滿足環(huán)境保護(hù)的條件，把線路及變電站可能產(chǎn)生的噪音、電磁干擾、靜電感應(yīng)等效應(yīng)降低到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)之下，并且對(duì)景觀的影響也要控制在標(biāo)準(zhǔn)水平中。

1.4電能質(zhì)量

隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、微電子設(shè)備等科技設(shè)備的廣泛應(yīng)用，用戶對(duì)電能質(zhì)量的要求越來越高，電壓不穩(wěn)定的瞬時(shí)變化會(huì)對(duì)控制系統(tǒng)產(chǎn)生影響，導(dǎo)致信息丟失、產(chǎn)品質(zhì)量下降等后果。

2　動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)現(xiàn)狀

生產(chǎn)技術(shù)是在生產(chǎn)過程中不斷進(jìn)步的，動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)從剛開始比較落后的損耗大、工作聲音響、反應(yīng)速度很慢的同步調(diào)相機(jī)發(fā)展到今天相對(duì)比較先進(jìn)的動(dòng)態(tài)投切電容器（SVC）和無功發(fā)生器（STATCOM）技術(shù)，并且目前就SVC和STATCOM這兩項(xiàng)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)使用比較廣泛。同步調(diào)相機(jī)發(fā)展到動(dòng)態(tài)投切電容器（SVC）和無功發(fā)生器（STATCOM）技術(shù)中間還經(jīng)歷了開關(guān)投切固定器，投切固定器雖然是在同步調(diào)相機(jī)的基礎(chǔ)上得到了發(fā)展，但是還是存在反應(yīng)遲鈍、感應(yīng)不夠靈敏、工作的連續(xù)性能差等方面的缺點(diǎn)。就目前的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)來說，就無功發(fā)生器（STATCOM）和動(dòng)態(tài)投切電容器（SVC）技術(shù)具有代表性，無功發(fā)生器（STATCOM）與動(dòng)態(tài)投切電容器（SVC）相比，動(dòng)態(tài)投切電容器（SVC）在科學(xué)性質(zhì)方面更具優(yōu)點(diǎn)。無功發(fā)生器（STATCOM）還有技術(shù)上的瓶頸，但是無功發(fā)生器（STATCOM）也有一定的優(yōu)點(diǎn)，所以目前在少數(shù)電力工程中用到無功發(fā)生器（STATCOM）。

投切電容器（SVC）包含了很多技術(shù)方向，國內(nèi)外眾多電力設(shè)備研究專家還根據(jù)具體需求進(jìn)行研發(fā)。就目前研發(fā)出來的投切電容器技術(shù)就包括了高阻抗變壓器型、電抗器型、勵(lì)磁控制的電抗器型晶閘管投切電容器型、晶閘管相控電抗器型這五個(gè)方向點(diǎn)。

3　動(dòng)態(tài)投切電容器（SVC）技術(shù)

投切電容器（SVC）對(duì)于電網(wǎng)系統(tǒng)具有平衡三相負(fù)荷、降低網(wǎng)損、提高功率因數(shù)、減少諧波和電壓影響、掌控?zé)o功功率、提高輸電能力、阻止低頻振蕩、限制同步振蕩等幾方面的功能。投切電容器（SVC）技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛，它主要用于無功控制HVDC換流站和輸出電壓對(duì)進(jìn)行支持作用，同時(shí)投切電容器（SVC）也用于對(duì)因?yàn)樨?fù)荷產(chǎn)生改變而產(chǎn)生的變動(dòng)的控制、穩(wěn)定電網(wǎng)系統(tǒng)的三相電壓和防止系統(tǒng)中的輸電部分的振動(dòng)。對(duì)于電網(wǎng)系統(tǒng)中的輸電部分，100～400Mvar為輸電部分的容量要求，所以必須用到投切電容器（SVC），要求把投切電容器（SVC）安裝在電壓等級(jí)為10千伏到35千伏之間的降壓變壓器里。TSC的應(yīng)用在SVC類型中使用最為廣泛的兩種，TCR使用的安全性比較高，因?yàn)門SC每一相分為兩個(gè)組合，同時(shí)采用了特殊的三角型和三相結(jié)合的連接方法，從而對(duì)閥組動(dòng)態(tài)運(yùn)行的環(huán)境的調(diào)整可以采用對(duì)晶閘管閥體兩端的di/dt值進(jìn)行控制的方法。受TSC的輸出特性的限制，TSC只能運(yùn)行單純的有級(jí)調(diào)理，但是在電壓的環(huán)境下卻能發(fā)揮很好的作用。

4　無功發(fā)生器（STATCOM）技術(shù)

無功發(fā)生器（STATCOM）對(duì)于電網(wǎng)系統(tǒng)的作用就是用變流器把電容器上的直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槿嚯娏鳎瑫r(shí)把變流器和變壓器聯(lián)系起來對(duì)電流進(jìn)行調(diào)整，然后把電充進(jìn)去電容器里面。無功發(fā)生器的無功功率的系統(tǒng)輸出主要是通過在系統(tǒng)電壓和逆變壓器之間形成落差的方法，無功發(fā)生器的充電功能啟動(dòng)的時(shí)間取決于電壓差產(chǎn)生的時(shí)間點(diǎn)，當(dāng)無功發(fā)生器的充電動(dòng)作進(jìn)行到系統(tǒng)電壓低于電容的電壓時(shí)就會(huì)產(chǎn)生無功功率輸送。但是無功發(fā)生器（STATCOM）輸送的無功功率也不是永不停止的，當(dāng)STATCOM的無功功率被消耗的量和系統(tǒng)的供應(yīng)的量相等時(shí)就會(huì)停止。

5　無功發(fā)生器和動(dòng)態(tài)投切電容器的技術(shù)性比較

有對(duì)比才有選擇，才能對(duì)兩種技術(shù)的適用性進(jìn)行了解，無功發(fā)生器和動(dòng)態(tài)投切電容器是目前應(yīng)用比較廣的兩種動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)，不同的電網(wǎng)企業(yè)對(duì)無功發(fā)生器和動(dòng)態(tài)投切電容器這兩種技術(shù)的選擇考慮都不一樣，但是對(duì)這兩種技術(shù)的選擇都要充分結(jié)合自身電廠的實(shí)際情況，對(duì)無功發(fā)生器技術(shù)和動(dòng)態(tài)投切電容器技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行深入認(rèn)識(shí)，兩種動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)都有各自的優(yōu)勢和缺點(diǎn)。

5.1STATCOM的優(yōu)缺點(diǎn)，級(jí)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)和多電平或者多重化結(jié)構(gòu)是目前STATCOM的主要兩種結(jié)構(gòu)，STATCOM的主要有點(diǎn)是擺脫常規(guī)的電容器補(bǔ)償方式，可以直接進(jìn)行瞬時(shí)間的無功功率進(jìn)行調(diào)換，STATCOM還是一種無功功率的補(bǔ)償器件，同時(shí)STATCOM具有反應(yīng)靈敏度高、體積相對(duì)比較小、提供無功功率的時(shí)間性比較敏感、對(duì)于負(fù)荷的突然變化的控制能力比較強(qiáng)等方面的優(yōu)點(diǎn)，STATCOM的缺點(diǎn)是技術(shù)瓶頸一直沒有得到解決，對(duì)平衡三相電的能力還是不足，而且價(jià)格成本相對(duì)比較高。

5.2投切電容器（SVC）的優(yōu)點(diǎn)是平衡三相電的能力強(qiáng)、造價(jià)成本相對(duì)比較低、技術(shù)比較成熟，投切電容器（SVC）的缺點(diǎn)是對(duì)使用的面積要求比較大，反應(yīng)遲鈍、對(duì)于負(fù)荷電流突然變化的控制能力很弱。

6　結(jié)束語

隨著改革開放的發(fā)展，城市化還有工業(yè)化的到來，用電量也日漸增大，在能源稀缺的今天，如何提高電能的效率顯得尤為重要。在我國的用電系統(tǒng)中，還存在著許多損耗無功功率的電氣設(shè)備，解決電能損耗大，完善功率交換技術(shù)，提高電能的利用效率，提供高效安全的電氣設(shè)備不可忽略。近年來，盡管我國的輸配電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)得到了很大的提升，但是目前的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到現(xiàn)代時(shí)代發(fā)展的要求，還有很大的提高空間。