周得智

（甘肅省景泰川電力提灌管理局，甘肅白銀730400）

1 引言

甘肅省景泰川電力提灌工程（簡(jiǎn)稱景電工程）是跨省區(qū)、高揚(yáng)程、多梯級(jí)、大流量的大Ⅱ型提灌工程。設(shè)計(jì)流量28.6立方米／秒，加大流量33立方米／秒，有泵站43座，裝機(jī)容量25.97萬(wàn)千瓦；建成干、支、斗渠1391條，共計(jì)2422公里，設(shè)計(jì)灌溉面積97.67萬(wàn)畝，總投資8.56億元。景電工程經(jīng)過(guò)了40多年的建設(shè)和運(yùn)行，成為建設(shè)高揚(yáng)程提灌工程的典范。

該工程中大量使用了交直流電機(jī)，無(wú)論是直流還是交流變頻電控系統(tǒng)，都有半控或不控的三相變流橋，工作時(shí)會(huì)給電網(wǎng)注入大量的諧波，并使其功率因數(shù)降低，不能達(dá)到接入電網(wǎng)的要求，為了達(dá)到接入要求，可以采取多種措施。本文提出了配置SVG的方法，能夠很好地治理諧波和補(bǔ)償無(wú)功，提高功率因數(shù)，供同行參考。

2 SVG簡(jiǎn)介

靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG），英文描述為Static Var Generator，是指由自換相的電力半導(dǎo)體橋式變流器來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)难b置，是目前無(wú)功功率控制領(lǐng)域內(nèi)的最佳方案。相對(duì)于傳統(tǒng)的調(diào)相機(jī)、電容器電抗器、以晶閘管控制電抗器TCR為主要代表的傳統(tǒng)SVC等方式，SVG有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。SVG采用高性能控制芯片（美國(guó)TMS320F28335＋FPGA）和全控型電力電子器件（IGBT），通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)中電流，采用改進(jìn)型SWA算法和智能FFT算法，快速分離出無(wú)功電流分量與諧波電流分量，并產(chǎn)生控制指令，將大小相等、方向相反的補(bǔ)償電流注入到電網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)補(bǔ)償無(wú)功，消除諧波。原理框圖如圖1所示。

圖1 原理框圖

3 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 容量的選取

水利灌溉電網(wǎng)的功率因數(shù)通常較低，諧波含量較大，根據(jù)理論計(jì)算，參考實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，通常按接入網(wǎng)電變壓器約65%的容量作為選取SVG容量的標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 散熱要求

SVG裝置的發(fā)熱主要有兩部分：三相逆變橋的IGBT發(fā)熱和并網(wǎng)側(cè)LCL濾波器的發(fā)熱。產(chǎn)生的熱量會(huì)使整機(jī)溫度快速上升，超過(guò)溫度閾值，甚至發(fā)生炸機(jī)。因此，為了保證其可靠工作，應(yīng)采取有效的散熱措施。例如，配置工業(yè)空調(diào)、設(shè)置專用的通風(fēng)道等。

3.3 接入位置

SVG補(bǔ)償?shù)闹噶顏?lái)自于檢測(cè)的數(shù)據(jù)，因此檢測(cè)位置的正確選取會(huì)影響補(bǔ)償效果。對(duì)于有多個(gè)接入點(diǎn)的系統(tǒng)，需要設(shè)法將這些點(diǎn)匯合，然后在匯合點(diǎn)處進(jìn)行檢測(cè)；對(duì)于只有一個(gè)接入點(diǎn)的系統(tǒng)，只需要在其接入點(diǎn)上檢測(cè)。圖2所示為SVG接入點(diǎn)示意圖。

圖2 接入位置示意圖

4 配置要點(diǎn)

根據(jù)補(bǔ)償?shù)囊?，SVG既可以集中補(bǔ)償也可以就地補(bǔ)償，需要注意以下幾點(diǎn)。

（1）SVG要能手動(dòng)接入，故障時(shí)自動(dòng)退出；

（2）應(yīng)具有多種保護(hù)功能，如直流母線過(guò)壓、模塊過(guò)溫、故障、過(guò)流等保護(hù)；

（3）專用冷卻風(fēng)道，且保證進(jìn)風(fēng)溫度不高于30℃；

（4）按技術(shù)手冊(cè)規(guī)定的要求安裝、連線。

5 應(yīng)用效果

2015年，根據(jù)用戶的要求，對(duì)某泵站變電所進(jìn)行補(bǔ)償，電網(wǎng)進(jìn)線電壓為10kV，變壓器容量為3150kVA。按照計(jì)算配套了SVG裝置，單獨(dú)成套，容量為2000kVar，在低壓側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償。2015年1月投入使用，測(cè)試數(shù)據(jù)如表1所示。圖3、圖4所示分別為補(bǔ)償前、后的數(shù)據(jù)圖。

圖3 SVG補(bǔ)償前數(shù)據(jù)圖

圖4 SVG補(bǔ)償后數(shù)據(jù)圖

表1 SVG補(bǔ)償前后測(cè)試數(shù)據(jù)

由測(cè)試數(shù)據(jù)可見(jiàn)，補(bǔ)償效果顯著。

6 結(jié)論

原電力工業(yè)部于1998年也頒發(fā)了《電網(wǎng)電能質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督管理的規(guī)定》，其中第五條指出，因電網(wǎng)或用戶用電原因引起的電能質(zhì)量不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，按“誰(shuí)干擾，誰(shuí)污染，誰(shuí)治理”的原則及時(shí)處理，并貫穿于電網(wǎng)及用電設(shè)施設(shè)計(jì)、建設(shè)和生產(chǎn)的全過(guò)程。因此，隨著變頻器的普遍應(yīng)用，由此產(chǎn)生的諧波和無(wú)功對(duì)電能質(zhì)量的影響越來(lái)越嚴(yán)重，在設(shè)計(jì)中應(yīng)針對(duì)不同形式的變頻器采用適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償措施，這對(duì)提高電網(wǎng)質(zhì)量是非常必要的。

SVG的價(jià)格雖然比MCS、TSC高，但其能夠有效治理電網(wǎng)諧波，補(bǔ)償功率因數(shù)，不會(huì)與系統(tǒng)發(fā)生諧振，也不會(huì)出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)或欠補(bǔ)的現(xiàn)象，且SVG體積小、穩(wěn)定性高、維護(hù)量小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，特別適合提灌工作的特點(diǎn)，因此具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，值得推廣應(yīng)用。