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SVG在电力行业中的使用

作者:罗运成、范少春  滥觞:湖北三环开展股份有限公司    日期:2014-4-21  阅读:

1.弁言

无功发生器(StaticVarGenerator),简称SVG,是当前最先辈的无功抵偿手艺,被普遍应用于电力、风电、冶金、煤炭等行业。

电力系统负荷中心静态无功支持不敷是我国电网持久存在的一个凸起成绩,对体系的安全不变运转组成了严峻要挟。无功发生器(SVG)是柔性交换输电体系(FACTS)的焦点安装和核心技术之一,是FACTS第二代焦点安装的典范代表。SVG并联于电力系统,具有无功双向流动、输出无功电流险些不受体系电压变革的影响、呼应速度快、谐波特性好等一系列长处,是继同步伐相机、机器开关投切电容器(MSC)、接触器投切电容器(HVC)、晶闸管投切电容器(TSC)、磁控电抗器(MCR)、相控电抗器(TCR)等传统无功调理手腕后,新一代的静态无功抵偿装备。

2.SVG的事情道理及其与其他无功抵偿安装机能的比力

不管何种构造的SVG,都可等效为电压源变流器(VSC)和换流电抗串连的构造,与体系并联利用,向体系注入持续可调的容性或感性无功电流,巨细与体系电压无关。也有将其形貌为静止的同步伐相机。若VSC的输出电压为UC,体系电压为USSVG的基本原理是:掌握UCUS同相位,当UC>US时,SVG向体系收回无功功率;当UC<>S时,SVG从体系吸取无功功率;当UC=US时,没有无功功率交流。考虑到SVG运转时自己的消耗,实践安装中UC常常滞后US一个小角度,以下表。

运转模式

波形和矢量图

阐明

空载运转模式

UI=US,IL=0SVG不吸发无功

容性运转模式

UI>US,IL为超前的电流,其幅值能够经由过程调理UI来持续掌握,从而持续调理SVG收回的无功

感性运转模式

UI<>S,IL为滞后的电流。此时SVG吸取的无功能够持续掌握

与今朝普遍使用的静态无功抵偿装备静止无功抵偿器SVC(普通指TCR型)比拟,SVG具有更好的机能。

1)启动打击小:启动速度快且打击电流可限制在很小的幅值。

2)静态持续抵偿:能够从额定的感性工况到额定容性工况持续输出,与牢固电容器或电抗器组合可组成随便范畴持续抵偿。

3)呼应速度快:具有510ms的快速输出无功特性,而传统的SVC呼应工夫普通在2040ms(太快能够惹起电抗和电容器发生振荡)。

4)谐波特性好:SVG输出电流完整可控能够输出靠近正弦的基波无功电流。特别的,链式构造的SVG,因为不需要毗连变压器,并且等效开关频次高,可实现谐波抵偿功用。而SVC在运转历程中会发生大量不可控的谐波电流,需求附带无源滤波歧路来对本身发生的谐波电流停止滤波。

5)占地面积小:安装尺寸普通只要SVC1/2-1/3,还能够做成移动式安装,设置起来愈加灵敏。

6)消耗小服从高:SVG等效运转消耗普通只要SVC1/3-1/2,等效运转耗电量大大低于SVC

7)抵偿能力强:SVG输出电流不依赖于体系电压,体系电压跌至20%仍可输出额定无功电流,而SVC输出电流与体系电压成反比降落。到达划一抵偿结果SVG容量能够比SVC容量小20-30%。

8)可*性好:SVG可等效为一个可控电流源,对内部体系运转条件和构造变革不敏感,不容易呈现振荡征象。而SVC接纳大量电容电抗器,当内部体系容量与抵偿安装的容量可比时,会发生不稳定性而发作振荡。

各类无功抵偿手艺特性以下表所示:

\

SVG

SVC

MCR

HVC

TSC

能量模式

非储能式,消耗低(<0.8%

储能式,消耗大(3%

储能式,消耗大(3%

储能式,消耗低(1%

储能式,消耗大(3%

占地面积

适中

工程量

安装方法

户内组柜式

户外开放式

户外开放式

户外开放式

户内组柜式

呼应速度

<5ms

<20ms

>60ms

>200ms

<10ms

运转范畴

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通例容量范畴

-5050Mvar

150Mvar

150Mvar

150Mvar

12Mvar

谐波

谐波大

谐波小

闪变

抑止80%以上

50%之内

输出特性

调理电流,改进电能质量

调理阻抗,抵偿无功

调理阻抗,抵偿无功

调理阻抗,抵偿无功

调理阻抗,抵偿无功

低电压穿越才能

有源电流型抵偿,低电压穿越机能好

阻抗型抵偿,无低电压穿越才能

阻抗型抵偿,无低电压穿越才能

阻抗型抵偿,无低电压穿越才能

阻抗型抵偿,无低电压穿越才能

噪声

较大

较小

合用场合

风电、冶金、化工、煤炭

风电、冶金、化工、煤炭

冶金、化工、煤炭、电气化铁路

冶金、化工、煤炭

冶金、化工、煤炭

3.SVG的感化及其工程使用

SVG用于电力系统次要起到以下感化:

1)节点电压掌握:经由过程快速、持续地调理SVG无功输出,及时改进电力系统无功散布,进而实现在SVG安装容量许可范围内的节点电压掌握,保持毗连点的电压为给定值,提高电力系统电压的稳定性,改进电力系统的稳态机能。

2)提高电力系统暂态不变程度,削减高压开释负荷数目,并避免发作暂态电压瓦解。

3)静态地保持输电线路端电压,提高输电线路稳态传输功率极限。

4)阻尼电力系统功率振荡,不只能够阻尼低频的功率振荡,还能够阻尼次同步振荡和超同步振荡。

5)改进配电体系电能质量。

19801月世界首台SVG样机在日本投运以来,至2010年为止,国内外研制胜利并投入贸易运转的SVG安装无数百套,大都用于处理电压的颠簸和闪变、功率因数低等配电网电能质量问题,应用于输电体系的大容量SVG安装近二十套。大容量SVG的主电路构造阅历了多重化、多电平、链式发展过程。

4.SVG的开展使用远景

近年来,SVG在电力系统中的使用遭到了各级当局和电力行业的高度正视,明显提高了发展速度,SVG还以其优秀的综合机能遭到了广大工业用户的喜爱,除电力行业外,在冶金、轨道交通、风电、矿山等行业和范畴都有日趋增加的需求,并已闪现出优良的经济效益和社会效益。以SVG应用于电弧炉为例,效益:1)对供电系统,因为其呼应速度快,可快速跟随电弧炉的无功颠簸和谐波,从而不变并提高体系均匀电压,低落电压闪变和谐波电流;2)对电弧炉负荷,明显削减断弧征象,提高了冶炼服从,吨钢电耗量普通可削减10%以上,单炉冶炼工夫也可收缩8%~15%,还可大大低落谐波过电压激发的电缆绝缘破坏频度,带来明显的经济效益。SVG手艺曾经成为柔性交换输电体系和现代工业无功抵偿手艺的领跑者。

5.SH-SVG简介

湖北三环开展股份有限公司具有12年电力电子产品研发、消费、工程经历,2006年开端研发SVG产物,2009年第一台装备正式投运,时期经由过程了电力工业无功抵偿成套安装质量检验测试中心及武汉高压所的型式实验,功率逆变单位阀和控制系统完整契合相干SVG国度、行业标准及电磁兼容性尺度要求。

SH-SVG可接入635kV体系,接入35kV体系时需增配升压变压器,如下图所示。

SH-SVG由电抗器柜、功率单位柜、掌握柜构成,此中升压变压器、滤波歧路、庇护柜、上位机可按照用户需求停止选配,如下图。

    SH-SVG被普遍应用于风电、冶金、水泥、煤炭等行业,其性能参数以下表。

电压品级

6 kV35kV

抵偿容量

±100Mvar

构造情势

Y/Δ型级联式

掌握呼应工夫

<5ms

单相功率单位串连个数

12

驱动板通讯模式

2光纤

散热方法

风冷/热管/水冷

安装消耗

<1%(额定容量)

旁路方法

机器旁路(可选)

掌握方法

电网电压掌握

功率因数掌握

电网电压、功率因数综合掌握

恒无功掌握

多机并联和谐掌握

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