SVG动态补偿与无功补偿技术发展简述

SVG动态补偿与无功补偿技术发展简述浏览次数：505日期：2013-02-27作者：稳利达科技第一篇无功补偿的发展历程无功功率补偿装置在供电系统中所承担的作用是提高电网的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗，使电网质量提高。反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动，谐波增大等诸多因素无功。第一代无功补偿设备：通过调节电容补偿：1、固定补偿。电容器、电抗器和隔离开关组成；2、分组投切。利用真空开关分组自动投切的补偿装置；第二代无功补偿设备：1、通过调压调容（VCQV/TSC）的方式进行无功补偿。根据Q=2πfCU2改变电容器端电压来调节无功输出，实现自动补偿2、通过调节电感（MCR/TCR）抵消容性无功的方式（SVC）进行无功补偿.。根据感性无功来抵消容性无功的方式满足系统无功需求,实质上就是一过补再吸收的过程。第三代无功补偿设备：动态无功补偿兼谐波治理装置：SVG动态无功补偿兼谐波治理设备，通过调节逆变器输出电压的幅值和相位，迅速吸收和发出感性和容性无功。第二篇、几种补偿技术的介绍概述：无功补偿按无功补偿的发展可分三个阶段的技术1、调节电容组数补偿分组自动投切。2、第二代无功补偿设备大体分两类。调压调容式补偿方式：根据Q=2πfCU2改变电容器端电压来调节无功输出，实现自动补偿。通过调节电感（MCR/TCR）抵消容性无功的方式（SVC）进行无功补偿.根据感性无功来抵消容性无功的方式满足系统无功需求,实质上就是一个过补再吸收的过程。3、动态无功补偿装置：SVG动态无功补偿兼谐波治理设备等。一、调节电容的无功补偿方式：传统的固定补偿由电容器、电抗器和隔离开关组成，有些甚至电抗器也不配，因无功功率是不断根据负载情况在不断的变化，因此固定补偿技术也时刻处于过补或者欠补得状态。同时，因为FC固定补偿支路是固定的电容，安装后无法调节，投运后，实际上时相当于一个负载时刻在消耗电能，同时，电容对系统的谐波也会放大，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。（如示意图电容组投切补偿FC补偿（TSC）1、利用真空开关(串联晶闸管)分组自动投切的补偿装置，即对将电容分成个组，对电容进行分组投切，已便达到跟踪系统变化。但通过接触器或断路器投切反应速度慢，无法满足系统无功变化的需求。2、原理：利用对系统无功功率的取样，控制开关分组投切电容器，其调节方式是离散式的，容易过补和欠补。同时分成各个支路仍无法完成滤除各次谐波的作用，电容对谐波同时也有放大作用。技术特点：1、开关投切时产生的涌流约在10倍以上，威胁设备的安全。2、为离散式调节，容易产生过补和欠补，同时引起电压波动。3、需要对滤波支路进行自动投切，虽然能调节无功功率的补偿容量，但必然影响滤波效果。4、响应时间为3S左右,难以跟踪负载变化，无法达到补偿效果。5、无功补偿响应速度较慢，在投切过程中会对电网产生冲击涌流，使用寿命短，补偿投切方式为：循环投切、编码投切。这种策略没有考虑电压的平衡关系与区域的无功优化。随着社会的发展，负载类型越来越复杂，电网对无功要求也越来越高，因此单纯的FC补偿已经不能满足要求，该种FC补偿技术能不能适应负载变化。第三篇补偿技术的比较可靠性对比：SVG动态补偿采用全模块设计，满足IGBT功率模块N-1运行方式，一个模块故障可旁路继续运行，可靠性高。模块化设计，安装、调试工作量小，基本免维护。通过控制控制柜进行自动控制，因此可实现连续可调，并且从最小容量到最大容量的过渡时间很短，因此可以真正实现柔性补偿。投运后免维护，无须专人职守。采用传统的电容投切或者调节电压及SVC无功补偿，电容对系统谐波放大，系统存在具巨大隐患。需要定期的检查电容，并按时间更换，对电力系统有极大隐患。电容有经常漏油，鼓肚等现象，必须停止运行，切除支路，还时刻需专人值守，对电容进行投切。经济性SVG采用低电压可控硅控制，正常运行时无需承受高电压、大电流、采用自然冷却即可，投运后可实现免维护。输出电流小、开关频率低，运行损耗低，约为0.5%~0.8%。为动态无功补偿经济效益最高。SVG为目前最先进的第三代补偿技术，补偿效果最好，避免了重复投资。FC补偿安全性（保护类型）：SVG是可控电流源，不会产生过电流、不会产生谐波电压放大，尤其适合变电站等对安全性要求高的用户使用。SVG装置采用了综合保护策略，以提高装置可靠性。保护策略包括器件级保护、装置级保护和系统级保护三级，其中：器件级保护的动作时限不超过200μs，在发现器件过流、过压或驱动信号异常时，能够迅速实施保护；装置级保护的动作时限为500-1000μs，当发现装置有过载、直流电压过高等异常工况时，便实施保护；系统级保护的动作时限为5-2000ms，当发现系统失压、系统电压过高、冷却系统故障等异常工况时，便实施保护。除了分级的保护策略外，控制单元为保护单元的后备保护，监测单元为控制单元的后备保护。这样，分级分层的综合保护策略大大提高了装置的可靠性。SVG保护类型还包括：母线过压、母线欠压、直流过压、过流、IGBT元件损坏检测保护、控制系统电源异常、丢同步电源、超温、保护输入接口、保护输出接口等保护功能。传统无功补偿只有普通的器件保护，目前国内出现无线补偿引起的电气事故大部分是因FC电容对谐波放大，电容质量问题引起巨大隐患。反应速度快SVG的响应速度快，可以实时跟踪冲击型负荷的波动，进行快速跟踪补偿。如下图所示，当SVG装置投入以后，所有的负荷无功都由SVG装置提供，系统提供的无功为跟踪系统无功变化，响应速度为0.5us.完全达到快速补偿波动负荷的目的。扩容性SVG本体（含启动柜、功率柜、控制柜）户内安装，通过模块化设计，实际扩容只需要增加功率柜即可，可根据实际工况的不通，配置相同的功率柜，在投运的后，也可根据实际的系统无功变化，扩充补偿无功容量。可靠性SVG是可控电流源，不会产生过电流、不会产生谐波电压放大，尤其适合煤矿等对安全性要求高的用户使用。满足IGBT功率模块N-1运行方式，一个模块故障可旁路继续运行，可靠性大大提高。模块化设计，安装、调试工作量小，基本免维护。传统电容补偿需要定期的检查电容、变压器，并按时间更换，对电力系统有极大隐患。电容有经常漏油，鼓肚等现象，必须停止运行，切除支路，还时刻需专人值守，对电容进行投切。