杜 娟

安徽光華電力工貿(mào)有限責任公司

輸配電動態(tài)無功補償技術(shù)

杜 娟

安徽光華電力工貿(mào)有限責任公司

本文作者從相關(guān)的法律法規(guī)還有電力能源的發(fā)展方向的指示精神出發(fā)，基于對國內(nèi)外的動態(tài)無功補償技術(shù)的認識，對輸配點系統(tǒng)動態(tài)無功補償技術(shù)展開了研究。

輸配電系統(tǒng)；動態(tài)無功補償技術(shù)

目前人類社會所面臨的問題是實現(xiàn)經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展，在實際的發(fā)展條件下，保證現(xiàn)代社會可靠的、優(yōu)質(zhì)的電力供應(yīng)是亟需解決的問題。最為“20世紀最偉大的工程技術(shù)成就之一”，電氣由于清潔、方便、高效又被稱為“通向可持續(xù)發(fā)展的橋梁”，怎樣合理而有效的發(fā)展電力技術(shù)是改善我們的生存環(huán)境以及生活質(zhì)量的重要方向。隨著社會發(fā)展的腳步的加快，電網(wǎng)的諧波的污染問題也越來越嚴重，對于輸配電系統(tǒng)動態(tài)無功補償?shù)慕鉀Q意見迫在危急。本文從當前應(yīng)用比較廣的投切電容器（SVC）技術(shù)和無功發(fā)生器（STATCOM）技術(shù)對輸配電系統(tǒng)動態(tài)無功補償?shù)慕鉀Q進行了了解，為了適當選擇動態(tài)無功補償?shù)募夹g(shù)方案，本文也對無功發(fā)生器（STATCOM）和投切電容器（SVC）進行了對比。從對目前的動態(tài)無功補償方法的剖析，發(fā)現(xiàn)盡管現(xiàn)在已經(jīng)研發(fā)出了新型的、功能比較強大的無功發(fā)生器（STATCOM），但是無功發(fā)生器（STATCOM）還是存在很多的不足，需要進一步的改善。千里之行始于足下，對于配電系統(tǒng)動態(tài)無功補償技術(shù)的研究還需要廣大電網(wǎng)工作者、技術(shù)研發(fā)專家的共同努力。

1　對配輸電系統(tǒng)的要求

1.1經(jīng)濟性

以保證質(zhì)量為前提的節(jié)約成本，在滿足輸送以及分配電力的技術(shù)要求的條件下，盡可能的降低造價。

1.2可靠性

隨著人們生活對電力電能的需求、電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大以及用戶的重要性不斷的增加，系統(tǒng)事故會帶來嚴重的后果，因此對配輸電系統(tǒng)可靠性的要求也隨之提高。

1.3環(huán)保節(jié)能

堅持可持續(xù)發(fā)展，樹立良好的科學(xué)發(fā)展觀，這就要求滿足環(huán)境保護的條件，把線路及變電站可能產(chǎn)生的噪音、電磁干擾、靜電感應(yīng)等效應(yīng)降低到規(guī)定標準之下，并且對景觀的影響也要控制在標準水平中。

1.4電能質(zhì)量

隨著計算機系統(tǒng)、微電子設(shè)備等科技設(shè)備的廣泛應(yīng)用，用戶對電能質(zhì)量的要求越來越高，電壓不穩(wěn)定的瞬時變化會對控制系統(tǒng)產(chǎn)生影響，導(dǎo)致信息丟失、產(chǎn)品質(zhì)量下降等后果。

2　動態(tài)無功補償技術(shù)現(xiàn)狀

生產(chǎn)技術(shù)是在生產(chǎn)過程中不斷進步的，動態(tài)無功補償技術(shù)從剛開始比較落后的損耗大、工作聲音響、反應(yīng)速度很慢的同步調(diào)相機發(fā)展到今天相對比較先進的動態(tài)投切電容器（SVC）和無功發(fā)生器（STATCOM）技術(shù)，并且目前就SVC和STATCOM這兩項動態(tài)無功補償技術(shù)使用比較廣泛。同步調(diào)相機發(fā)展到動態(tài)投切電容器（SVC）和無功發(fā)生器（STATCOM）技術(shù)中間還經(jīng)歷了開關(guān)投切固定器，投切固定器雖然是在同步調(diào)相機的基礎(chǔ)上得到了發(fā)展，但是還是存在反應(yīng)遲鈍、感應(yīng)不夠靈敏、工作的連續(xù)性能差等方面的缺點。就目前的動態(tài)無功補償技術(shù)來說，就無功發(fā)生器（STATCOM）和動態(tài)投切電容器（SVC）技術(shù)具有代表性，無功發(fā)生器（STATCOM）與動態(tài)投切電容器（SVC）相比，動態(tài)投切電容器（SVC）在科學(xué)性質(zhì)方面更具優(yōu)點。無功發(fā)生器（STATCOM）還有技術(shù)上的瓶頸，但是無功發(fā)生器（STATCOM）也有一定的優(yōu)點，所以目前在少數(shù)電力工程中用到無功發(fā)生器（STATCOM）。

投切電容器（SVC）包含了很多技術(shù)方向，國內(nèi)外眾多電力設(shè)備研究專家還根據(jù)具體需求進行研發(fā)。就目前研發(fā)出來的投切電容器技術(shù)就包括了高阻抗變壓器型、電抗器型、勵磁控制的電抗器型晶閘管投切電容器型、晶閘管相控電抗器型這五個方向點。

3　動態(tài)投切電容器（SVC）技術(shù)

投切電容器（SVC）對于電網(wǎng)系統(tǒng)具有平衡三相負荷、降低網(wǎng)損、提高功率因數(shù)、減少諧波和電壓影響、掌控無功功率、提高輸電能力、阻止低頻振蕩、限制同步振蕩等幾方面的功能。投切電容器（SVC）技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛，它主要用于無功控制HVDC換流站和輸出電壓對進行支持作用，同時投切電容器（SVC）也用于對因為負荷產(chǎn)生改變而產(chǎn)生的變動的控制、穩(wěn)定電網(wǎng)系統(tǒng)的三相電壓和防止系統(tǒng)中的輸電部分的振動。對于電網(wǎng)系統(tǒng)中的輸電部分，100～400Mvar為輸電部分的容量要求，所以必須用到投切電容器（SVC），要求把投切電容器（SVC）安裝在電壓等級為10千伏到35千伏之間的降壓變壓器里。TSC的應(yīng)用在SVC類型中使用最為廣泛的兩種，TCR使用的安全性比較高，因為TSC每一相分為兩個組合，同時采用了特殊的三角型和三相結(jié)合的連接方法，從而對閥組動態(tài)運行的環(huán)境的調(diào)整可以采用對晶閘管閥體兩端的di/dt值進行控制的方法。受TSC的輸出特性的限制，TSC只能運行單純的有級調(diào)理，但是在電壓的環(huán)境下卻能發(fā)揮很好的作用。

4　無功發(fā)生器（STATCOM）技術(shù)

無功發(fā)生器（STATCOM）對于電網(wǎng)系統(tǒng)的作用就是用變流器把電容器上的直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槿嚯娏?，同時把變流器和變壓器聯(lián)系起來對電流進行調(diào)整，然后把電充進去電容器里面。無功發(fā)生器的無功功率的系統(tǒng)輸出主要是通過在系統(tǒng)電壓和逆變壓器之間形成落差的方法，無功發(fā)生器的充電功能啟動的時間取決于電壓差產(chǎn)生的時間點，當無功發(fā)生器的充電動作進行到系統(tǒng)電壓低于電容的電壓時就會產(chǎn)生無功功率輸送。但是無功發(fā)生器（STATCOM）輸送的無功功率也不是永不停止的，當STATCOM的無功功率被消耗的量和系統(tǒng)的供應(yīng)的量相等時就會停止。

5　無功發(fā)生器和動態(tài)投切電容器的技術(shù)性比較

有對比才有選擇，才能對兩種技術(shù)的適用性進行了解，無功發(fā)生器和動態(tài)投切電容器是目前應(yīng)用比較廣的兩種動態(tài)無功補償技術(shù)，不同的電網(wǎng)企業(yè)對無功發(fā)生器和動態(tài)投切電容器這兩種技術(shù)的選擇考慮都不一樣，但是對這兩種技術(shù)的選擇都要充分結(jié)合自身電廠的實際情況，對無功發(fā)生器技術(shù)和動態(tài)投切電容器技術(shù)的優(yōu)缺點進行深入認識，兩種動態(tài)無功補償技術(shù)都有各自的優(yōu)勢和缺點。

5.1STATCOM的優(yōu)缺點，級鏈式結(jié)構(gòu)和多電平或者多重化結(jié)構(gòu)是目前STATCOM的主要兩種結(jié)構(gòu)，STATCOM的主要有點是擺脫常規(guī)的電容器補償方式，可以直接進行瞬時間的無功功率進行調(diào)換，STATCOM還是一種無功功率的補償器件，同時STATCOM具有反應(yīng)靈敏度高、體積相對比較小、提供無功功率的時間性比較敏感、對于負荷的突然變化的控制能力比較強等方面的優(yōu)點，STATCOM的缺點是技術(shù)瓶頸一直沒有得到解決，對平衡三相電的能力還是不足，而且價格成本相對比較高。

5.2投切電容器（SVC）的優(yōu)點是平衡三相電的能力強、造價成本相對比較低、技術(shù)比較成熟，投切電容器（SVC）的缺點是對使用的面積要求比較大，反應(yīng)遲鈍、對于負荷電流突然變化的控制能力很弱。

6　結(jié)束語

隨著改革開放的發(fā)展，城市化還有工業(yè)化的到來，用電量也日漸增大，在能源稀缺的今天，如何提高電能的效率顯得尤為重要。在我國的用電系統(tǒng)中，還存在著許多損耗無功功率的電氣設(shè)備，解決電能損耗大，完善功率交換技術(shù)，提高電能的利用效率，提供高效安全的電氣設(shè)備不可忽略。近年來，盡管我國的輸配電系統(tǒng)動態(tài)無功補償技術(shù)得到了很大的提升，但是目前的動態(tài)無功補償技術(shù)還遠遠達不到現(xiàn)代時代發(fā)展的要求，還有很大的提高空間。