對(duì)地鐵供電系統(tǒng)中運(yùn)用SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償相關(guān)闡述

郭佳寶

摘要：本文主要分析了SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的發(fā)展歷程、工作原理和基本特點(diǎn)，重點(diǎn)介紹了SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置在地鐵供電系統(tǒng)中的運(yùn)用效果，其不僅可以有效抑制電壓波動(dòng)、改善電能質(zhì)量，而且還可以降低系統(tǒng)運(yùn)行成本，推動(dòng)我國(guó)地鐵事業(yè)的快速發(fā)展。通過對(duì)SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行研究，以期為地鐵供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供可靠保障，創(chuàng)造出最大化的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償;地鐵供電系統(tǒng);運(yùn)用效果

1.SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置概述

1.1 SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償發(fā)展

通常情況下，SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置經(jīng)歷了大致三個(gè)發(fā)展階段，具體如下：（1）機(jī)械式投切無源補(bǔ)償階段。其是固定式無功補(bǔ)償裝置，在早期電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，而且因?yàn)槭菣C(jī)械投切，所以補(bǔ)償速度較慢，且噪聲大，因此限制了每天使用頻次;（2）晶閘管投切靜止無功補(bǔ)償階段。其屬于無源補(bǔ)償裝置，在交流牽引供電系統(tǒng)中和電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，主要是借助可控硅的導(dǎo)通角控制來使投切的電容器或電抗器發(fā)生改變，具體又包括了TSC和TCR+FC兩種補(bǔ)償方式，其中后者屬于主流的SVC補(bǔ)償方式，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)牽引負(fù)荷變化的快速跟蹤，且可以濾除少部分諧波，然而其自身能夠產(chǎn)生大量諧波，這就對(duì)濾波裝置提出了較高要求。而前者不產(chǎn)生多余諧波且更為經(jīng)濟(jì)，但是無法滿足無功的連續(xù)調(diào)節(jié)要求，只可以實(shí)施分級(jí)調(diào)節(jié);（3）SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償階段無需選擇大容量的電抗器、電容器，只需借助大功率電力電子器件IGBT就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)無功能量的有效轉(zhuǎn)換。

1.2 SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置工作原理

該裝置具有動(dòng)態(tài)補(bǔ)償諧波、抑制電壓波動(dòng)、節(jié)能降耗和改善電能質(zhì)量等特點(diǎn)，因此具有比較大的發(fā)展前景。在SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置具體運(yùn)行階段，可以經(jīng)電抗或直接并聯(lián)等方式將電壓源型逆變器與地鐵供電系統(tǒng)進(jìn)行連接，通過對(duì)不同開關(guān)控制系統(tǒng)電壓的相位和幅值進(jìn)行調(diào)節(jié)來達(dá)到諧波治理與動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)男Ч?。?shí)際上，可將SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置比作調(diào)相電源，其可以對(duì)供電系統(tǒng)所需的無功進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)，并發(fā)出大小相同但相位相反的無功，進(jìn)而確保整個(gè)系統(tǒng)維持高效運(yùn)行，提高電能的利用效率。

1.3 SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置技術(shù)特點(diǎn)

（1）補(bǔ)償功能多樣化。借助以往的電容無功補(bǔ)償裝置為供電系統(tǒng)提供無功補(bǔ)償時(shí)，其對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償后功率因數(shù)為0.8-0.9左右。SVG主要是借助多電平模塊化技術(shù)來提供無功補(bǔ)償，并通過恒電壓、恒無功、綜合電壓無功、恒功率因數(shù)方式，在容量足夠的同時(shí)，確保補(bǔ)償后的功率因數(shù)接近;（2）補(bǔ)償范圍寬。以往的電容無功補(bǔ)償裝置選擇了有級(jí)補(bǔ)償，無法滿足精確補(bǔ)償要求。而SVG能夠?qū)崿F(xiàn)從感性額定無功到容性額定無功范圍內(nèi)的無極補(bǔ)償連續(xù)變化，以期達(dá)到精確補(bǔ)償要求，不僅可以滿足地鐵供電系統(tǒng)負(fù)荷變化大需求，而且還可以滿足供電質(zhì)量要求，大大提升裝置的性價(jià)比;（3）諧波抑制。以往的電容無功補(bǔ)償裝置選擇了電容電抗式，其能夠?qū)⒛承╊l率的諧波濾除掉，而SVG不會(huì)放大諧波，且使用階段不產(chǎn)生諧波，能夠結(jié)合補(bǔ)償點(diǎn)電流諧波大小值來生成反方向相應(yīng)次的諧波電流，這樣既可以達(dá)到諧波補(bǔ)償?shù)哪康?，而且還可以有效提高負(fù)荷用電質(zhì)量;（4）響應(yīng)時(shí)間快。以往電容無功補(bǔ)償裝置無法實(shí)現(xiàn)對(duì)投切時(shí)間的有效控制，而且在投切時(shí)會(huì)出現(xiàn)拉弧現(xiàn)象，加之多次動(dòng)作后將會(huì)發(fā)生結(jié)點(diǎn)燒毀、粘連現(xiàn)象，導(dǎo)致電容器在電網(wǎng)上出現(xiàn)死投現(xiàn)象?；谝归g輕載狀態(tài)下，將會(huì)提升末端電壓，造成用電設(shè)備燒毀。而裝設(shè)了SVG后，可以在瞬時(shí)完成無功補(bǔ)償，既能夠滿足迅速響應(yīng)要求，同時(shí)也便于后期的維護(hù)工作。

2.在地鐵供電系統(tǒng)中SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置應(yīng)用

2.1無功補(bǔ)償

對(duì)于地鐵供電系統(tǒng)而言，其功率因數(shù)與諧波類似，同樣與動(dòng)力照明負(fù)荷、牽引負(fù)荷有關(guān)，且以往的理論基波功率因數(shù)接近于1。然而，如今隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大量的變頻設(shè)備開始在地鐵供電系統(tǒng)中得到應(yīng)用，大大提高了其功率因數(shù)。在地鐵運(yùn)行初期，其遂產(chǎn)生的符合比較小，此時(shí)感性功率小于容性功率，可以選擇容性無功功率補(bǔ)償方式來保證地鐵供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。目前，SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置在我國(guó)大多數(shù)城市供電系統(tǒng)中得到應(yīng)用，其能夠?qū)ο到y(tǒng)功率因數(shù)水平進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，避免由于功率因數(shù)無法滿足部門要求而導(dǎo)致其社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力降低。

2.2諧波治理

在地鐵供電系統(tǒng)中，動(dòng)力照明負(fù)荷和牽引負(fù)荷是產(chǎn)生諧波的主要原因，此時(shí)需要采取措施來消除諧波影響，進(jìn)而確保供電系統(tǒng)的正常、高效運(yùn)行。在地鐵傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)模式中，可以通過提高整流機(jī)組脈波數(shù)的方式來降低諧波產(chǎn)生的不利影響。對(duì)于動(dòng)力照明系統(tǒng)工作階段產(chǎn)生的諧波可以通過24脈波整流機(jī)組來消除諧波帶來的不良影響。同時(shí)，SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置具有比較好的濾波作用，將其與與其他裝置結(jié)合在一起使用，可以更好的提高諧波治理水平。

2.3電壓波動(dòng)和閃變

在地鐵供電系統(tǒng)運(yùn)行階段，電壓波動(dòng)及閃變會(huì)誘發(fā)供電不穩(wěn)現(xiàn)象，進(jìn)而埋下安全隱患，甚至還有可能造成不必要的人員傷亡與經(jīng)濟(jì)損失。此時(shí)可以選擇SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置來達(dá)到穩(wěn)定電壓的效果。然而，在供電系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行階段，電壓穩(wěn)定性可能受到多方面因素影響，雖然電容元件、電纜等設(shè)備可以達(dá)到穩(wěn)定效果，然而無法確保整個(gè)供電系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠、安全高效的運(yùn)行。此時(shí)可以借助SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置來有效抑制電壓波動(dòng)和閃變現(xiàn)象，在改善電能質(zhì)量的同時(shí)，提高地鐵供電系統(tǒng)運(yùn)行效率。

3.結(jié)束語

綜上所述，在地鐵供電系統(tǒng)中，SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，且與地鐵正常運(yùn)營(yíng)密不可分。此時(shí)就需要結(jié)合地鐵供電系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況，對(duì)SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行合理應(yīng)用，進(jìn)而在提高供電系統(tǒng)運(yùn)行效率的同時(shí)，推動(dòng)我國(guó)地鐵行業(yè)的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]曹凱.淺談動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置SVG在地鐵供電系統(tǒng)的運(yùn)用[J].科學(xué)與信息化，2020（13）：17.

[2]楊威.SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償在地鐵供電系統(tǒng)中的應(yīng)用與探究[J].數(shù)碼設(shè)計(jì)（上），2018（4）：143.