FC+MCR型SVC動態(tài)無功補償裝置運行分析及應用發(fā)展

蔣民鎖

（國網(wǎng)甘肅省電力公司電力科學研究院,蘭州 730000）

FC+MCR型SVC動態(tài)無功補償裝置運行分析及應用發(fā)展

蔣民鎖

（國網(wǎng)甘肅省電力公司電力科學研究院,蘭州 730000）

隨著電力變電站電容器受投切受負荷變化，存在過補償、欠補償實際情況，母線電壓波動，經(jīng)濟運行方式不易控制等問題。本文介紹某供電公司冶金路110kV變電站安裝MCR磁控電抗器,組成FC(傳統(tǒng)固定容量無功補償裝置)+MCR型SVC動態(tài)無功補償裝置后無功電壓控制的運行分析，并就磁控電抗器設(shè)備的應用發(fā)展提出建議。

電力系統(tǒng)；磁控電抗器；無功補償；MCR

1 前言

變電站無功補償?shù)慕ㄔO(shè)分為兩類：一是規(guī)劃初期即充分考慮負荷發(fā)展，一次性建設(shè)足量無功補償設(shè)備；二是對已運行變電站不同電壓等級實際負荷發(fā)展過程中補充無功補償裝置。近幾年，變電站無功建設(shè)多以固定容量補償為主，補償效果并不理想，特別是一些高耗能、高污染電力用戶極易受國家政策、經(jīng)濟環(huán)境影響出現(xiàn)大幅度的負荷波動，不可避免出現(xiàn)過補償、欠補償現(xiàn)象，母線電壓波動劇烈，無功補償裝置開關(guān)動作頻繁，狀態(tài)化評價不易，經(jīng)濟運行水平較低。

2 變電站FC+MCR型SVC裝置運行分析

變電站加裝MCR磁控電抗器后，組成FC+MCR型SVC裝置（一般簡稱MSVC）。MSVC由固定電容器組和磁控電抗器并聯(lián)而成，既可輸出感性無功電流，又可輸出容性無功電流。MSVC在變電站負荷無功功率突變時，能夠快速響應負荷無功變化，輸出系統(tǒng)需要的無功補償電流，以維持電網(wǎng)電壓穩(wěn)定。由于MSVC輸出無功平滑連續(xù)可調(diào)，輸出電流無諧波，閉環(huán)控制迅速，可以有效解決系統(tǒng)無功功率過補或欠補的情況，有效提升母線供電質(zhì)量。同時因MSVC具有可靠性高、性價比優(yōu)、占地小、操作維護簡單、無功功率平滑輸出、控制精度高以及抗電磁干擾能力強等特點，成為目前建設(shè)SVC靜止無功功率補償裝置的重要選擇。

冶金路110kV變電站2003年投運，10kVⅠ、Ⅱ段母線各帶一組3000kvar電容器，共計6000kvar，低壓側(cè)運行方式為并聯(lián)。2011年5月，冶金路變安裝完成并調(diào)試投運一臺3000kvar的MCR磁控電抗器，與電容器組一、電容器組二共同組成FC+MCR型SVC動態(tài)無功補償裝置，實現(xiàn)了自動平滑調(diào)節(jié)母線無功容量和母線電壓功能。

該磁控電抗器控制器是全數(shù)字控制系統(tǒng)。控制器根據(jù)模擬量測量數(shù)據(jù)計算出被測系統(tǒng)當前的無功量和應該補償?shù)臒o功量，通過算法計算出應該輸出的控制角度，由控制器發(fā)出脈沖觸發(fā)信號，信號以光信號的方式通過光纜傳輸?shù)诫娍蛊鞯谋倔w上并轉(zhuǎn)換為電信號，輸出到電抗器上的電力電子電路，通過控制電力電子器件的導通角度，控制可控電抗器內(nèi)部的磁通量，從而改變電抗器的電抗值，達到控制輸出無功的大小。系統(tǒng)控制原理示意如圖所示。

控制策略可選擇多控制模式、多運行模式。多控制模式指的是：控制器具備功率因數(shù)、無功功率、電壓曲線三種可選控制模式；多運行模式指的是：控制器支持多主變并列運行、分列運行、檢修運行三種狀態(tài)。

3 FC+MCR型SVC裝置應用分析

根據(jù)變電站實際運行情況，采用了無功功率控制，兩主變并列運行模式，運行后對無功電壓控制效果良好。

（1）有效控制無功電量反送，控制精度高，優(yōu)化了區(qū)域無功潮流。

（2）根據(jù)配置容量，通過無功量或功率因數(shù)控制策略，可以在0.95～1.0之間任意控制，提高變電站主變功率因數(shù)。

（3）實現(xiàn)了無功潮流優(yōu)化后，變電站VQC裝置僅對主網(wǎng)電壓突變時實施主變分接開關(guān)和電容器開關(guān)控制，電容器開關(guān)僅動作了一次，主變分接開關(guān)未動作，有效降低了主變分接開關(guān)及電容器開關(guān)動作次數(shù)，提高了變電設(shè)備運行可靠性。

（4）變電站無功電量趨于平衡，母線電壓趨于平穩(wěn)，電壓合格率提升了0.2～0.3個百分點，提高了變電站低壓側(cè)母線供電質(zhì)量。

（5）功率因數(shù)提高的同時提升了變電設(shè)備有功輸送能力。

4 結(jié)束語

MCR磁控電抗器統(tǒng)運行功耗約為同容量電容器3倍，若采用銅線圈磁控電抗器代替目前的鋁線圈，初期資金投入雖有所增加，但相比其他SVC動態(tài)無功補償裝置，其輸出諧波小、功耗低、免維護、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、價格低、占地面積小等顯著優(yōu)點，可作為當前理想的動態(tài)無功補償和電壓調(diào)節(jié)設(shè)備。我國西部地區(qū)風電場、光伏發(fā)電站以及高耗能用戶較多，其發(fā)電、用電負荷劇烈變化，極易造成所聯(lián)接電網(wǎng)無功潮流與電壓質(zhì)量的變化，新增MCR磁控電抗器組成FC+MCR型SVC動態(tài)無功補償裝置或規(guī)劃建設(shè)FC+MCR型SVC裝置非常有必要，并且隨著變電站之間光纖網(wǎng)絡的不斷完善，甚至組成區(qū)域無功電壓控制網(wǎng)都將成為現(xiàn)實，從而大幅度提升變電站母線無功電壓運行水平，優(yōu)化區(qū)域電網(wǎng)無功潮流，實現(xiàn)電網(wǎng)經(jīng)濟、安全運行。

[1]劉滌塵,陳伯超.新型可控電抗器在電網(wǎng)中的應用與選型分析.電網(wǎng)技術(shù).1999（05）：52-54.

[2]陳振虎,梁繼勇,黃祥偉.基于磁控電抗器的電力系統(tǒng)動態(tài)無功補償裝置的設(shè)計及應用.電網(wǎng)技術(shù),2005(07)：43.

蔣民鎖（1973-），男，陜西大荔人，電力工程技術(shù)高級工程師，研究方向：分布式電源項目并網(wǎng)服務管理。