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SVG正在电力行业中的运用

作者:罗运成、范少春  泉源:湖北三环生长股份有限公司    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赔偿手艺,被普遍应用于电力、风电、冶金、煤炭等行业。

电力系统负荷中央静态无功支持缺乏是我国电网临时存在的一个凸起题目,对体系的平安稳固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)的中心装配和核心技术之一,是FACTS第二代中心装配的典范代表。SVG并联于电力系统,具有无功双向活动、输出无功电流险些不受体系电压转变的影响、相应速度快、谐波特性好等一系列长处,是继同步骤相机、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)等传统无功调治手腕后,新一代的静态无功赔偿装备。

2.SVG的事情道理及其与其他无功赔偿装配机能的对照

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,取体系并联运用,背体系注入一连可调的容性或感性无功电流,巨细取体系电压无关。也有将其形貌为静止的同步骤相机。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背体系收回无功功率;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,现实装配中UC每每滞后US一个小角度,以下表。

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波形和矢量图

阐明

空载运转形式

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UI=US,IL=0SVG不吸发无功

容性运转形式

UI>US,IL为超前的电流,其幅值能够经由过程调治UI去一连掌握,从而一连调治SVG收回的无功

感性运转形式

UI<>S,IL为滞后的电流。此时SVG吸取的无功能够一连掌握

取现在普遍运用的静态无功赔偿装备静止无功赔偿器SVC(一样平常指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正在很小的幅值。

2)静态一连赔偿:能够从额定的感性工况到额定容性工况一连输出,取流动电容器或电抗器组合可组成恣意局限一连赔偿。

3)相应速度快:具有510ms的快速输出无功特性,而传统的SVC相应工夫一样平常正在2040ms(太快能够引发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。特其余,链式构造的SVG,因为不需要衔接变压器,并且等效开关频次下,可实现谐波赔偿功用。而SVC正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去对本身发生的谐波电流停止滤波。

5)占地面积小:安装尺寸一样平常只要SVC1/2-1/3,借能够做成移动式装配,设置起来越发天真。

6)消耗小效力下:SVG等效运转消耗一样平常只要SVC1/3-1/2,等效运转耗电量大大低于SVC

7)赔偿能力强: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输出电流取体系电压成反比下落。到达一致赔偿结果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,对内部体系运转前提和构造转变不敏感,不容易泛起振荡征象。而SVC接纳大量电容电抗器,当内部体系容量取赔偿装配的容量可比时,会发生不稳定性而发作振荡。

种种无功赔偿手艺特性以下表所示:

\

SVG

SVC

MCR

HVC

TSC

能量形式

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

安装体式格局

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

相应速度

<5ms

<20ms

>60ms

>200ms

<10ms

运转局限

通例容量局限

-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

调治电流,改进电能质量

调治阻抗,赔偿无功

调治阻抗,赔偿无功

调治阻抗,赔偿无功

调治阻抗,赔偿无功

低电压穿越才能

有源电流型赔偿,低电压穿越机能好

阻抗型赔偿,无低电压穿越才能

阻抗型赔偿,无低电压穿越才能

阻抗型赔偿,无低电压穿越才能

阻抗型赔偿,无低电压穿越才能

噪声

较大

较小

实用场所

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的感化及其工程运用

SVG用于电力系统重要起到以下感化:

1)节点电压掌握:经由过程快速、一连天调治SVG无功输出,及时改进电力系统无功散布,进而实现正在SVG装配容量许可范围内的节点电压掌握,保持衔接点的电压为给定值,进步电力系统电压的稳定性,改进电力系统的稳态机能。

2)进步电力系统久态稳固程度,削减高压开释负荷数目,并防备发作久态电压瓦解。

3)静态天保持输电线路端电压,进步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,借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月天下尾台SVG样机正在日本投运以来,至2010年为止,国内外研制胜利并投入贸易运转的SVG装配稀有百套,多半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装配近二十套。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的生长运用远景

近年来,SVG正在电力系统中的运用遭到了各级当局和电力行业的高度正视,明显进步了发展速度,SVG借以其优秀的综合机能遭到了广大工业用户的喜爱,除电力行业中,正在冶金、轨道交通、风电、矿山等行业和范畴皆有日趋增进的需求,并已展现出优越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,因为其相应速度快,可快速跟踪电弧炉的无功颠簸和谐波,从而稳固并提下体系均匀电压,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,进步了冶炼效力,吨纲电耗量一样平常可削减10%以上,单炉冶炼工夫也可收缩8%~15%,借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赔偿手艺的领跑者。

5.SH-SVG简介

湖北三环生长股份有限公司具有12年电力电子产品研发、消费、工程履历,2006年最先研发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赔偿成套装配质量检验测试中心及武汉高压所的型式实验,功率顺变单位阀和控制系统完整相符相干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,个中升压变压器、滤波歧路、珍爱柜、上位机可凭据用户需求停止选配,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

赔偿容量

±100Mvar

构造情势

Y/Δ型级联式

掌握相应工夫

<5ms

单相功率单位串连个数

12

驱动板通讯形式

2光纤

散热体式格局

风冷/热管/水冷

装配消耗

<1%(额定容量)

旁路体式格局

机器旁路(可选)

掌握体式格局

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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