淺談采用SVC控制方式的配網(wǎng)無功補(bǔ)償系統(tǒng)分析

梁沖

摘 要：在現(xiàn)代電網(wǎng)中，配網(wǎng)無功補(bǔ)償系統(tǒng)是重要的一環(huán)。在新時(shí)代中，配網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)被賦予了更高的期待。對采用SVC控制方式的配網(wǎng)無功補(bǔ)償系統(tǒng)進(jìn)行了分析，探究了SVC控制方式對有效提高電能質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的影響。

關(guān)鍵詞：SVC；無功補(bǔ)償；配電網(wǎng)；電力設(shè)備

中圖分類號：TM714.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.11.101

在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的情況下，工業(yè)發(fā)展、城市化進(jìn)程加快，人們進(jìn)入了新的文明時(shí)期。電的發(fā)明和應(yīng)用成為生產(chǎn)力革新的重要工具，也為人類帶來了持久的光明。一方面，電網(wǎng)的形成和發(fā)展是城市化進(jìn)程的結(jié)果；另一方面，電網(wǎng)推動(dòng)著城市化進(jìn)程的飛快前進(jìn)。現(xiàn)代都市生活和工業(yè)發(fā)展無不在時(shí)刻催促著電網(wǎng)的更新和完善。目前，在眾多工廠的大型設(shè)備的應(yīng)用中，設(shè)備的啟停和各種電力設(shè)備的負(fù)荷使用等因素都會(huì)對電能的質(zhì)量產(chǎn)生影響。由于科技的發(fā)展，工廠機(jī)器設(shè)備的不斷變革，城市應(yīng)用的電器產(chǎn)品種類繁多，在使用這些電器的情況下，電網(wǎng)的負(fù)荷情況逐漸復(fù)雜。高敏感度的現(xiàn)代化電器設(shè)備對電能質(zhì)量造成了極大的影響，電能質(zhì)量的穩(wěn)定性和安全性正接受著多方面的考驗(yàn)。電能質(zhì)量的問題越來越復(fù)雜，種類多種多樣，比如電壓波動(dòng)、電壓畸變和系統(tǒng)頻率偏差。通過長久的實(shí)踐探索，采用SVC控制方式的配網(wǎng)無功補(bǔ)償系統(tǒng)能對三相電壓不平衡進(jìn)行校正，能對諧波濾波、進(jìn)行動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償，從而提高配電網(wǎng)的電能質(zhì)量。

1 SVC控制方式

1.1 SVC控制方式的概念和發(fā)展

靜止無功補(bǔ)償裝置簡稱SVC，采用這項(xiàng)技術(shù)能高效、精確地提高配網(wǎng)的供電質(zhì)量。在這項(xiàng)技術(shù)提出之初，國內(nèi)外相關(guān)人士已開始對其進(jìn)行大量的可行性研究，并獲得了許多基于SVC的更加智能化的控制策略。目前，常用類型有：基于無功功率的控制方式和復(fù)合型控制策略、基于電網(wǎng)電壓的控制策略和基于無功電壓曲線的控制策略等。

1.2 SVC的基本原理

SVC控制方式的配網(wǎng)無功補(bǔ)償主要由1個(gè)晶閘管控制電抗器和3個(gè)晶閘管投切電容器構(gòu)成。SVC中裝有高次諧波過濾器，主要類型包含晶閘管投切電容器、晶閘管投切電抗器、晶閘管控制電抗器、晶閘管控制高阻抗變壓器和TCR+TSC型飽和電抗器、TCR+FC（或MSC）、TCR+TSC+FC（或MSC）型。

SVC控制方式配網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)幕驹硎歉淖冸娂{的大小，使輸出功率連續(xù)可變。采用對連接相控電抗器的反并聯(lián)晶閘管相對的移相促發(fā)脈沖控制，其結(jié)構(gòu)中的2個(gè)晶閘管一般按照單相半波交流開關(guān)運(yùn)行，利用改變控制角控制使電流。在SVC控制下的配網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)淖饔弥饕?點(diǎn)：①保持電壓時(shí)刻處于穩(wěn)定狀態(tài)，簡稱“穩(wěn)態(tài)”，同時(shí)，提高電壓的適用率，即合格率。②在電壓受到某些復(fù)雜原因呈現(xiàn)出下降趨勢時(shí)，在SVC控制下的配網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)淖饔脼閷﹄妷哼M(jìn)行無功強(qiáng)補(bǔ)，從而使系統(tǒng)電壓在最快時(shí)間內(nèi)恢復(fù)，使電壓起作用。③一般在SVC控制方式配網(wǎng)無功補(bǔ)償結(jié)構(gòu)中都會(huì)設(shè)有1個(gè)阻尼器，但阻尼器通常是不夠用的，進(jìn)而會(huì)產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象。此時(shí)，SVC控制下的配網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)淖饔脼樵鰪?qiáng)系統(tǒng)的阻尼作用，對振蕩現(xiàn)象起到效果明顯的抑制作用。

2 采用SVC控制方式的配網(wǎng)無功補(bǔ)償系統(tǒng)

2.1 SVC無功補(bǔ)償系統(tǒng)電路的連接結(jié)構(gòu)

SVC無功補(bǔ)償系統(tǒng)主電路結(jié)構(gòu)中主要由PI調(diào)節(jié)器、控制器、采樣單元、信號調(diào)理、PWM、SSR控帶UTSC模塊和IPM控制TCR模塊等構(gòu)成。其中，配電源側(cè)、負(fù)荷側(cè)、電網(wǎng)側(cè)的CT和PT主要進(jìn)行單元信號采集。配電網(wǎng)中的SVC主要用于連接至0.4 kV端，即對配電變壓器低壓側(cè)的無功功率進(jìn)行補(bǔ)償工作，從而確保無功和配網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的電壓穩(wěn)定。由于負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的無功功率是不斷變化的，因此，可依據(jù)該性質(zhì)對SVC系統(tǒng)進(jìn)行控制，使其發(fā)出無功功率。在這種情況下，系統(tǒng)的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)會(huì)強(qiáng)制性地約等于SVC發(fā)出的無功功率。

2.2 補(bǔ)償容量的各種情況

控制器會(huì)將經(jīng)過的無功指令電流與電網(wǎng)采集而來的電流進(jìn)行電流信號對比，并通過計(jì)算得出是否啟動(dòng)SVC控制器的無功補(bǔ)償。通常情況下，無功補(bǔ)償?shù)姆峙渑c觸發(fā)角的角度有關(guān)。

當(dāng)觸發(fā)角在90°～180°時(shí)，SVC會(huì)出現(xiàn)投入所有TCR支路的同時(shí)，斷開所有TSC支路的情況。此時(shí)，輸出感性無功功率將由0變化到最大值，但電網(wǎng)元件易發(fā)生鐵磁諧振現(xiàn)象，需要注意。

當(dāng)觸發(fā)角為180°時(shí)，SVC會(huì)出現(xiàn)投入所有的TSC支路的情況。此時(shí)，TCR支路的晶閘管出現(xiàn)不導(dǎo)通的現(xiàn)象，裝置將輸出最大的容性無功功率。

當(dāng)觸發(fā)角在0°～90°時(shí)，SVC的輸出容性無功會(huì)在0到最大值之間變化，系統(tǒng)將投入一定數(shù)量的TSC支路，調(diào)節(jié)觸發(fā)角系統(tǒng)將發(fā)出定量的感性無功與超出目標(biāo)的容性無功功率相抵。

3 結(jié)束語

在經(jīng)濟(jì)全球化的背景下，各個(gè)國家都在對SVC控制方式的配網(wǎng)無功補(bǔ)償系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)踐、分析和探究。基于經(jīng)濟(jì)發(fā)展加快、工業(yè)化進(jìn)程加快、城市化規(guī)模逐步擴(kuò)大的需要和人們高質(zhì)量生活的需要等，SVC控制方式的配網(wǎng)無功補(bǔ)償系統(tǒng)在實(shí)踐和應(yīng)用中發(fā)揮了巨大作用，同時(shí)，其技術(shù)革新也受到了萬眾矚目。在對SVC控制方式的配網(wǎng)無功補(bǔ)償系統(tǒng)原理進(jìn)行研究，對SVC控制方式的配網(wǎng)無功補(bǔ)償系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，完成對SVC控制方式的配網(wǎng)無功補(bǔ)償系統(tǒng)的革新，是現(xiàn)代化電力電網(wǎng)發(fā)展的必然要求。因此，在電網(wǎng)的發(fā)展過程中，要堅(jiān)持對SVC控制方式進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)出能與配網(wǎng)無功補(bǔ)償系統(tǒng)緊密結(jié)合的SVC控制方式，從而促進(jìn)現(xiàn)代電網(wǎng)的穩(wěn)定、高效、安全。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：張思楠〕