动态无功补偿SVG

思源清能介绍2010-06-16公司介绍ver1.0第1页思源清能：研发实力2思源清能：国内唯一一家掌握多种柔性交流输配电装置自主知识产权、能够提供输配电系统稳定分析、电能质量综合治理及大功率电力电子设备研发和制造的高新技术企业北京思源清能：清华大学柔性输配电研究所所长刘文华教授担任北京思源清能总经理，韩英铎院士担任公司顾问思源清能拥有国内最为领先的电力电子研发团队，拥有博士16人，硕士97人博士16硕士97建设有企业级博士后流动站思源清能3SVG第一品牌1994年，国内最早、与国际同步开始SVG/STATCOM研制与应用全世界第一套链式直挂35kV的SVG国内运行时间最长、容量最大的SVG全世界已投运最多的的链式SVG制造商思源清能：产品系列（1）42014-2-17智能电网中的无功补偿与谐波治理思源清能：产品系列（2）5400/690VTSVG/TAPF400/690VSVG/APF2014-2-17智能电网中的无功补偿与谐波治理思源清能：产品系列（3）2014-2-17智能电网中的无功补偿与谐波治理6模块式SVG/APF壁挂式SVG/APF谐波保护器上海电网±50MVARSVG/STATCOM示范工程国内运行时间最长，当时容量最大SVG工程（资料）12345678910BYBYLINKB12345678910AAXLINKA12345678910CZCZLINKCX循环密闭存水冷却系统DeionizedWaterCyclingCoolingSystem阀厅／ValveHall10kV高压开关室10kVSwitchingEquipmentsRoom接入点／PCC220kV电网220kVPowerGrid220kV/110kV110kV/10kV交流电源屏／ACPowerSupplyPanel控制室ControlEquipmentsRoom直流电源屏／DCPowerSupplyPanel操作屏／Operation＆MeteringPanel启动电源屏／StartingPowerSupplyPanel监测屏／Supervision＆MeasuringPanel控制屏／ControlPanel保护操作屏／Protection＆OperationPanel远程监控系统RemoteSCADASystem中央监控系统LocalSCADASystem系统侧PT逆变侧PT系统PT／同步信号SystemVoltage/SynchronizationSingal2010-05-15思源清能的QNSVG产品应用案例第7页占地：20m×18m绍兴35kV直挂式SVG（资料）智能化无功补偿解决方案示范工程，全世界第一套35kV直挂式2010-05-15思源清能的QNSVG产品应用案例第8页应用领域：电网变电站电网电压：35kV补偿容量：±8Mvar型式：纯SVG，配合变电站其他4组固定电容器组冷却方式：风冷投运时间：2010-02负荷特点：电力系统枢纽变电站，需要动态无功/快速电压支撑；功率因数高时达到0.99以上，低时小于0.90，电容器组投切频繁。无功不平衡还引起系统电压波动大。补偿效果：有效稳定系统电压，维持功率因数在0.94～0.98合格范围内，电容器组平均日动作次数由原先的3.75次/天下降到0.42次/天35kVI段C2C135kVII段C4C3220kVI段220kV1＃主变2＃主变110kV110kV母联±8MSVG备用开关柜连接电抗器上海电力公司蒙自变电站SVG2010-05-15思源清能的QNSVG产品应用案例第9页项目名称：上海市电力公司蒙自变电站SVG。作为国家电网公司在建设坚强的智能电网关键领域的试点工程和成果。安装地点：上海市世博园国家电网馆地下一层的智能电网综合展示区应用领域：电网公司配电变电站电网电压：10kV补偿容量：0～+6000kvar型式：SVG+FC，全户内柜式冷却方式：风冷投运时间：2010年3月负荷特点：负荷重要性高，类型复杂补偿效果：保证世博园供电电压稳定，提高供电安全可靠性。思源清能：先进生产SMT生产线（防静电车间）新一代动态无功补偿及谐波治理装置SVG思源清能：先进生产模块组装车间（防静电车间）新一代动态无功补偿及谐波治理装置SVG在石油化工行业的应用思源清能：先进生产8个高压试验区（3kV~35kV)新一代动态无功补偿及谐波治理装置SVG思源清能：先进生产仓库及车间全貌新一代动态无功补偿及谐波治理装置SVG无功补偿的发展及SVG的工作原理2010-06-07SVG与APF的工作原理ver1.0第14页三代静止型无功补偿技术2010-06-07SVG与APF的工作原理ver1.0第15页静态补偿第一代静止型无功补偿机械式投切装置晶闸管投切装置第二代静止型无功补偿基于电压源换流器第三代静止型无功补偿快速动态补偿第一代产品——机械式投切电容固定补偿：电容器、电抗器和机械开关组成；FC固定补偿为70年代最普遍的无功补偿方式，随着电力电子的应用，以及电力部门的考核要求，固定补偿不能满足系统无功的变化，同时因为系统谐波，FC补偿对谐波放大形成极大的隐患，该技术目前慢慢被淘汰。SVC简介SVC（StaticVarCompensator：静止无功补偿器）晶闸管控制电抗器（TCR：ThyristorControlledReactor）晶闸管投切电容器（TSC：ThyristorSwitchedCapacitor）晶闸管投切电抗器（TSR：ThyristorSwitchedReactor）开关投切电容器/滤波器（FC：FixedCompensator，BSC：BreakerSwitchedCapacitor/Filter）以上各项组合目前被最广泛使用的SVC，主要是TCR+BSC（FC）形式2010-06-07SVG与APF的工作原理ver1.0第18页TCR型SVC基本原理图SVC可以被看成是一个动态的无功源。根据接入电网的需求，它可以向电网提供无功（容性），也可以吸收电网多余的无功（感性）。把电容器组（通常是滤波器组）接入电网，就可以向电网提供无功。当电网并不需要太多的无功时，这些多余的容性无功，就由一个并联的空心电抗器来吸收。2010-06-07SVG与APF的工作原理ver1.0第20页SVC工作原理空心电抗器电流是由一个可控硅阀组控制。借助于对可控硅触发相角的调整，就可以改变流过空心电抗器的电流（基波有效值），从而保证SVC在电网接入点的无功量正好能将该点电压稳定在规定范围内（电网补偿）。或者，使该点总无功量等于零（负荷补偿），也就相当于功率因数等于1。2010-06-07SVG与APF的工作原理ver1.0第21页不同触发角度下的TCR电流波形SVC的缺陷TSC/TCR均采用晶闸管，晶闸管为半控型元件，响应时间为40~60ms，MCR型响应时间更是高达100-200ms，不能动态快速地跟踪负荷的变化；TSC属于有级调节，容易出现过补和欠补；TCR/MCR自身产生大量谐波，需另外配置滤波支路，不具备有源滤波的功能；TCR/MCR/TSC采用大的交流电抗和电容器，占地面积大；TCR/MCR/TSC属于阻抗型补偿方式，低电压特性差，且受系统参数影响大，容易和系统发生谐振，危害供电系统安全；……SVG基本工作原理SVG以大功率电压型逆变器为核心，通过调节逆变器输出电压，使其和系统电压形成可调基波电压差或谐波电压差，从而控制注入系统的无功电流或谐波电流2010-06-07SVG与APF的工作原理ver1.0第23页思源SVG采用链式结构2010-06-07SVG与APF的工作原理ver1.0第24页U+-输出电压+U-U0U+U+U+3U2UU0-U-2U-3U输出电压1.链式SVG可独立分相控制，有利于解决系统的相间平衡问题，在系统受到扰动时，更好的提供电压支撑；2.所有链节的结构完全相同，实现模块化设计，便于扩展装置容量及维护；3.每相电路中可设置1～2个冗余链节，提高了装置的可靠性；4.链式直挂可以省去连接变压器，减小了占地面积（不到SVC的一半），降低了装置成本和损耗，效率可达99.2%及以上；5.由于无大型变压器及电抗器，可制造成移动式设备，大大提高设备的使用率。思源SVG成套装置的构成2010-06-07SVG与APF的工作原理ver1.0第25页控制与保护综合系统（控制、保护、检测等）脉冲控制信号远程监控中央监控其他模块控制系统PT1CT235kV系统PTCTC6/10/35kV系统CTPT系统PT装置CTQF1QS11KMRCT1系统CT装置投切控制CAN总线连接电抗器启动装置IGBT换流阀组控制系统SVG的特点与优势SVG响应速度快可取得更好的电压波动和闪变抑制效果SVG闭环响应速度快(10ms)，SVC响应速度慢(40ms-60ms）SVG中采用的IGBT10us开关一次，SVC/MCR中的可控硅10ms开关一次（1）响应速度快2010-06-16SVG/STATCOM的特点与优势ver1.0第28页闪变改善率K（％）无功补偿度C（％）100806040200020406080100τ=10msτ=20msτ=15msτ=5ms补偿效果与补偿容量和响应时间曲线响应时间10ms（２）低电压特性好当电压从1.0降低至0.4时，SVC的输出电流从1.0减少到0.4，输出无功从1.0降至0.16当电压从1.0降低至0.4时，SVG输出电流可以维持1.0不变（甚至可运行在短时过载区，增加输出电流），输出无功从1.0降至0.4，是SVC的2.5倍SVG/STATCOM的特点与优势ver1.0第29页X/2UQSVC输出无功是阻抗特性IUQSVG输出无功电流源特性是系统电压(p.u.)SVG的运行区域容性电流感性电流1.00.40系统电压(p.u.)容性电流感性电流1.00.40SVC的运行区域2010-06-16（3）谐波特性优越实践中，还采用PWM脉宽调制进一步减小谐波。35kV链式SVG的输出总谐波电流最大值不超过0.6%InSVG/STATCOM的特点与优势ver1.0第30页2010-06-16（4）运行损耗低SVG/STATCOM的特点与优势ver1.0第31页100MvarSVC-100MvarTCR+100MvarFC（分4组）100MvarSVG±50MvarSVG+50MvarFC2010-06-16SVG或SVC最经常运行的区域同容量SVG的损耗小于同容量SVC的1/2，小于同容量MCR的1/3。（5）运行安全性能大大提高SVC以可控硅调节电抗加多组FC作为无功补偿的主要手段极容易发生谐振放大现象，导致安全事故系统电压波动大时，补偿效果受很大影响运行损耗大SVG配套电容器不需要设置滤波器组，不存在谐振放大现象；SVG是有源型补偿装置，是采用可关断器件IGBT构成的电流源型装置，从机理上避免了谐振现象，安全性大大提高2010-06-16SVG/STATCOM的特点与优势ver1.0第32页（6）占地面积小以10kV10Mvar为例，10MvarTCR加3组滤波器2010-06-16SVG/STATCOM的特点与优势ver1.0第33页SVC占地面积约7.8m*42m=328平方米SVG占地面积7.8m*16m=125平方米SVG型补偿装置只需要上述三部分11次7次5次相控电抗器阀厅控制（7）运行维护方便SVG采用柜式结构，设计安装简单模块化结构设计，安装与维护简单，工作量小可采用远程监测方式，实时上传运行状态，实现无人值守运行；2010-06-16SVG/STATCOM的特点与优势ver1.0第34页（8）其他优势具备较强的短时过载能力，SVC不具备任何过载能力对SVG而言，具有短时过载能力（25%）；只要不是持续（秒级以上）运行于额定电流之上，IGBT具备很强的过载能力。对环境影响小，更绿色环保SVG中电容、电感等元件采用了与SVC完全不同的技术和制作工艺，运行过程中电磁噪声显著降低（小