SVG有源动态无功补偿装置在电力系统中的应用

日期:2020-12-15 / 人气:465 / 来源:艾伯森电气

随着大量非线性电力负荷谐波源在电力系统中的使用,除了要消耗大量有功功率外,还需要吸收大量的冲击性无功功率,这样就会引起配电网系统发生低功率因数、电压波动与闪变、谐波、以及三相不平衡等问题,不仅使配电网供电电能质量逐步恶化,同时谐波还会引起配电网保护控制系统发生“拒动”、“误动”等不利情况发生,降低配电网供电可靠性。

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       随着大量非线性电力负荷谐波源在电力系统中的使用,除了要消耗大量有功功率外,还需要吸收大量的冲击性无功功率,这样就会引起配电网系统发生低功率因数、电压波动与闪变、谐波、以及三相不平衡等问题,不仅使配电网供电电能质量逐步恶化,同时谐波还会引起配电网保护控制系统发生“拒动”、“误动”等不利情况发生,降低配电网供电可靠性。

       因此,在存在大量谐波分量的配电网系统中,进行无功补偿和谐波治理是非常必要中。将基于柔性交流输电技术的静止无功补偿装置(SVG)应用到配电网中,进行电力系统无功功率的补偿和谐波治理,对提高配电网供电电能质量和供电可靠性,就显得非常有无功补偿与谐波治理实践应用研究意义。静止无功发生器.jpg" />

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    SVG静止无功发生器的工作原理

      SVG静止无功发生器是配电网中满足无功快速准确可靠补偿、减少谐波电流的无功补偿及谐波治理装置。SVG静止无功发生器的基本工作原理是将自换相桥式变流电路经电抗或直接并联到配电网系统中,通过内部智能控制单元运行分析获得无功补偿策略,自动自适应的调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值(电压型无功补偿装置),或直接控制SVG装置交流侧电流(电流型无功补偿装置),就可以使该变流电路吸收或者发出满足配电网动态调节要求的无功容量,实现对配电网无功的动态补偿和谐波治理作用。

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    SVG在电力系统中的应用

    工程概况

       某11OkV电力系统中A变电站主要为该区域冶炼企业提供电能,工业负荷约占65%。因为工业负荷较大,其昼夜负荷波动较大,据历史运行数据可知,该区域最大电力负荷约12.8万kw(为夜间低谷时间,由于工业企业普遍采取低谷时段低费率用电模式),而在白昼时段其最小负荷仅为6.9万kw,峰谷差5.9万kW。另外,由于该区域工业负荷中非线性负荷容量较大,谐波注入到配电网中导致严重污染,曾多次发生10kV线路I母和II母侧发生补偿电容器烧毁、以及配电网继电保护“误动”、“误动”等事故,严重影响到供电电能质量水平和供电可靠性。

       110kV变电站10kV侧线路在夜间集中用电时段,其母线电压畸变率高达6.7%,超出标称电压10kV配电网的国家规定的4%限值标准,且谐波电流分量也达到基波电流的7.5%,10kV配电网线损相当高。在110kV主变压器处于50%负载率工况下,10kV侧配电网中5次、7次、11次谐波电流严重超标,其中7次谐波电流超标约2倍,所需补偿总谐波电流为27.05A。

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    ABSVG补偿容量计算

      考虑预留20%的富裕量,即需补偿32A总谐波电流。在计算SVG装置无功补偿容量时,不仅要考虑10kV配电网基波无功补偿容量,同时还要考虑在容量范围内补偿配电网中存在的谐波分量,对配电网谐波进行有效治理,有效提高供电电能质量水平。根据统计计算,知I母和II母需要补偿的无功容量分别为3.6MVA和3.9MVA。因此,I母和II母分别选用的SVG无功发生器装置计算所需容量为:3.6+0.57/2=3.85MVA,取SVG无功发生器补偿容量为±4 Mvar,同理II母SVG无功发生装置的补偿容量也取为±4Mvar。

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    应用效果分析

       ABSVG 系列静止无功发生器技术特点:可补偿感性无功,也可补偿容性无功,提高功率因数到0.99 以上,具有三相不平衡补偿功能;实时补偿,补偿容量等于安装容量,全数字化控制,采用先进的基于瞬时无功理论的控制算法,实时精确地补偿系统中的无功电流;装置运行时被控制为电流源,不存在与系统发生谐振的问题,自动限流功能,无过补、无欠补问题,屏幕实时显示系统和装置运行参数,具有故障报警及追忆功能;功率电路和控制电路采用模块化设计,在实现标准化生产的同时提高了使用中的可靠性和可

    维修性,极大方便了系统安装.

        在该110kV变电站10kV侧I母和II母上分别配置±4Mvar的LBSVG无功发生器装置,经调试投运后,10kV侧I母和II母的母线电压畸变率、谐波电流均处于合格范围内,其中电压畸变率由补偿前的6.7%有效降到2.8%,能够满足10kV公用电网谐波电压限值4%的要求,补偿效果十分明显。

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        ABSVG静止无功发生器能从配电网中吸收或输送连续可调的无功功率,从而有效提高配电网的无功容量的平衡能力,稳定了供电电压水平,降低了配电网线损,提高了电力系统供电电能质量水平和供电可靠性。随着以电力电子元器件为核心的大功率电气设备在配电网系统中的使用,LBSVG静止无功发生器良好的无功动态补偿和谐波治理功能,必将在电力系统中的得到广泛的推广应用。

          ABSVG静止无功发生器提高了功率因数,获得优惠电费价格,至少可避免被罚款。其次,降低了企业的用电量。第三,在系统内电压一定情况下,降低了视在电流。第四,提高系统变压器的使用裕度。第五,提高系统内电压数值。综合上述原因,对企业整体而言,进行无功补偿有相对直接的经济效益。

  山东艾伯森电气有限公司依托自身的技术优势,根据客户需求向用户提供高性价比配套产品,并在行业内拥有绝对的技术领先优势,以电     能质量治理为核心,推出了系列有源电力滤波器、系列谐波保护器、系列无源滤波补偿柜、系列多功能电力仪表等产品及电能质量评测的    全套解决方案。


作者:艾伯森电气


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