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1引言

根據(jù)與四川省某電力公司的合作協(xié)議，山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司成功研制了FGSVG-C2.0/10高壓動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置,。并在電力公司調(diào)試所的協(xié)同下完成了裝置現(xiàn)場(chǎng)安裝,、主電纜及控制線路的鋪設(shè)、繼保的整定調(diào)試,、電纜的耐壓試驗(yàn)及裝置本身的性能調(diào)試及檢驗(yàn)等一系列工作,。經(jīng)嚴(yán)格的程序批報(bào)，正式在縣級(jí)電力網(wǎng)絡(luò)某變電所運(yùn)行,。在聯(lián)調(diào)及試運(yùn)行期間裝置未對(duì)電網(wǎng)正常運(yùn)行帶來任何不良影響,，運(yùn)行效果顯著。
2現(xiàn)場(chǎng)概述

某變電所采用固定電容器在10kV母線上進(jìn)行無功補(bǔ)償,，電容器組的投切方式為值班員根據(jù)電網(wǎng)負(fù)載情況手動(dòng)投切,，不能滿足實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)電網(wǎng)無功功率的需求。
采用固定電容器的無功補(bǔ)償方式后,，從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行的情況來看,，電網(wǎng)在重負(fù)荷時(shí)存在“欠補(bǔ)”現(xiàn)象，在低負(fù)荷時(shí)存在著一些無功倒送,，即“過補(bǔ)”現(xiàn)象,，這樣不僅會(huì)使變壓器二次側(cè)電壓升高，而且還會(huì)使容性無功功率在輸電線路上傳輸,，增加電能損耗,。
采用SVG具有的容性無功、感性無功連續(xù)調(diào)節(jié)的能力,，可以解決僅有電容器投切時(shí)的階梯式無功補(bǔ)償及無功倒送問題,，實(shí)現(xiàn)無功功率的真正動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)補(bǔ)償。
3方案實(shí)施

某變電所無功補(bǔ)償裝置安裝在變壓器次級(jí)10kV側(cè)進(jìn)行集中補(bǔ)償,，目的是降低35kV線路無功損耗和控制10kV電網(wǎng)電壓和功率因數(shù),。方案中保留了原有靜補(bǔ)固定電容器,，在固定電容器容量的基礎(chǔ)上增加FGSVG-C2.0/10動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償。這種方案性價(jià)比高,，即實(shí)現(xiàn)了滿足用戶需求,，達(dá)到了降低35kV線路無功損耗和控制10kV電網(wǎng)電壓和功率因數(shù)的目的，又降低了對(duì)無功補(bǔ)償設(shè)備的投入成本,。

使用我公司的FGSVG-C2.0/10后,，穩(wěn)定了電網(wǎng)母線電壓、降低了網(wǎng)損,，解決了無功倒送的現(xiàn)象,，提高了系統(tǒng)的輸送能力。

某變電所無功補(bǔ)償裝置改造方案的一次側(cè)接線圖如圖1所示：

4 SVG基本原理

圖2 SVG工作原理 

SVG原理示意圖如圖2所示,。在交流電路中,，電壓和電流的相位有三種情況，當(dāng)負(fù)載是（或呈現(xiàn)）純電阻特性時(shí),，電壓和電流相位相同,；當(dāng)負(fù)載是（或呈現(xiàn)）電感特性時(shí)，電壓相位超前電流相位,；當(dāng)負(fù)載是（或呈現(xiàn)）容性特性時(shí),，電壓相位滯后電流相位。

SVG基本原理就是將自換相橋式電路通過變壓器或者電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上,，適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)橋式電路交流側(cè)輸出電壓的幅值和相位，或者直接控制其交流側(cè)電流就可以使該電路吸收或者發(fā)出滿足要求的無功電流,，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)哪康?，如?所示。
表1 運(yùn)行模式原理表

5 FGSVG技術(shù)優(yōu)勢(shì)

FGSVG是目前較為先進(jìn)的無功補(bǔ)償裝置,，基于電流源型逆變器的補(bǔ)償裝置實(shí)現(xiàn)了無功補(bǔ)償方式質(zhì)的飛躍,。它不再采用大容量的電容、電感器件,，而是通過大功率電力電子器件的高頻開關(guān)實(shí)現(xiàn)無功能量的變換,。從技術(shù)上講，SVG較傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償裝置有如下優(yōu)勢(shì)：
（1）響應(yīng)速度更快
SVG響應(yīng)時(shí)間：≤5ms,。
傳統(tǒng)靜補(bǔ)裝置響應(yīng)時(shí)間： ≥20ms,。
SVG可在極短的時(shí)間之內(nèi)完成從額定容性無功功率到額定感性無功功率的相互轉(zhuǎn)換，這種無可比擬的響應(yīng)速度完全可以勝任對(duì)沖擊性負(fù)荷的補(bǔ)償,。
（2）電壓閃變抑制能力更強(qiáng)
SVC對(duì)電壓閃變的抑制最大可達(dá)2：1,，SVG對(duì)電壓閃變的抑制可以達(dá)到5：1，甚至更高,。SVC受到響應(yīng)速度的限制,，其抑制電壓閃變的能力不會(huì)隨補(bǔ)償容量的增加而增加,。而SVG由于響應(yīng)速度極快，增大裝置容量可以繼續(xù)提高抑制電壓閃變的能力,。
（3）運(yùn)行范圍更寬
SVG輸出電流不依賴于電壓,，表現(xiàn)為恒流源特性，能夠在額定感性到額定容性的范圍內(nèi)工作,，具有更寬的運(yùn)行范圍,。而SVC本質(zhì)是阻抗型補(bǔ)償，輸出電流和電壓成線性關(guān)系,。因此系統(tǒng)電壓變低時(shí),，同容量SVG可以比SVC提供更大的補(bǔ)償容量（SVG若配合同容量固定電容器可構(gòu)成0～2倍容量的動(dòng)態(tài)容性無功補(bǔ)償器，性價(jià)比更高） ,。
（4）補(bǔ)償功能多樣化
SVG具有恒裝置無功功率,、恒系統(tǒng)側(cè)功率因數(shù)、恒系統(tǒng)側(cè)電壓模式,、恒考核點(diǎn)無功功率模式,、負(fù)載補(bǔ)償模式等等。除了以上功能以外還具有一定的補(bǔ)償負(fù)載諧波的能力,，也能夠根據(jù)用戶實(shí)際需要,，對(duì)負(fù)荷諧波電流等電能質(zhì)量問題進(jìn)行綜合補(bǔ)償。
（5）諧波含量低
SVG采用了載波移相PWM技術(shù)和功率單元模塊級(jí)聯(lián)多電平技術(shù),，自身產(chǎn)生的諧波含量極低,，裝置輸出側(cè)無需濾波器。
6 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

FGSVG投運(yùn)后,，兩年以來產(chǎn)品運(yùn)行效果良好,。選用新風(fēng)光SVG設(shè)備基本參數(shù)如下：額定容量：2000kvar，額定電壓：10kV,，系統(tǒng)頻率：50Hz,，響應(yīng)時(shí)間：≤5ms，損耗：≤1%,，輸出電流THD：≤3%,，無功調(diào)節(jié)方式：容性、感性連續(xù)可調(diào),，防護(hù)等級(jí)：IP43級(jí)或根據(jù)用戶需求定制,。
設(shè)備運(yùn)行電壓曲線如圖3所示，電流曲線如圖4所示,，功率因數(shù)曲線如圖5所示
（1）電壓曲線

（2）電流曲線

（3）功率因數(shù)

7效益分析
7.1降低線路的有功功率損耗
該變電所的35kV進(jìn)線輸電線路長(zhǎng)18.12km,，線損比較嚴(yán)重，線徑為70,，鋁芯線,，鋁芯線的電阻按0.4Ω/km計(jì)算,，忽略輸電線路的電抗損耗，輸電線路的電阻：,。

根據(jù)表2中的歷史數(shù)據(jù),，整個(gè)變電站的最大有功功率，假設(shè)補(bǔ)償前電網(wǎng)的功率因數(shù)為,，補(bǔ)償前的無功功率為,，補(bǔ)償前后電網(wǎng)的有功功率P不變，補(bǔ)償后保證電網(wǎng)的功率因數(shù)在以上,。

7.2降低變壓器的損耗
　　

7.3減少視在功率
在保證有功功率P不變的情況下,，增加無功補(bǔ)償后，可以減少視在功率,，從而減少變壓器容量,，功率因數(shù)由0.9提高到0.98時(shí)?？蓽p少的視在功率為
即變壓器在輸送同樣的有功功率的情況下,，所需要變壓器的容量可以減少0.495MVA。
7.4改善電壓質(zhì)量
在線路中電壓損失△U 的計(jì)算如下：
式中 △U --線路中的電壓損失,，kV,；
P--有功功率，MW,；
Q--無功功率,，Mvar?
U--額定電壓，kV,；
R--線路的總電阻,，Ω；
XL--線路感抗,，Ω,。
由上式可見,，當(dāng)線路中的無功功率 Q 減少以后,，電壓損失△U 也就減少了。
7.5運(yùn)行日志分析

8 結(jié)束語(yǔ)

四川省某電力公司安裝FGSVG-C2.0/10無功補(bǔ)償裝置后,，不僅可以實(shí)現(xiàn)提高電網(wǎng)功率因數(shù)的目的,，并且由于SVG具有容性、感性無功連續(xù)調(diào)節(jié)的能力,，消除僅有電容器投切時(shí)的階梯式無功補(bǔ)償及無功倒送問題,，從而實(shí)現(xiàn)無功的真正動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)補(bǔ)償。SVG以其卓越的性能在電網(wǎng)改造中必將大放光彩,！