輸配電動態無功補償技術

杜 娟

安徽光華電力工貿有限責任公司

輸配電動態無功補償技術

杜 娟

安徽光華電力工貿有限責任公司

本文作者從相關的法律法規還有電力能源的發展方向的指示精神出發，基于對國內外的動態無功補償技術的認識，對輸配點系統動態無功補償技術展開了研究。

輸配電系統；動態無功補償技術

目前人類社會所面臨的問題是實現經濟和社會的可持續發展，在實際的發展條件下，保證現代社會可靠的、優質的電力供應是亟需解決的問題。最為“20世紀最偉大的工程技術成就之一”，電氣由于清潔、方便、高效又被稱為“通向可持續發展的橋梁”，怎樣合理而有效的發展電力技術是改善我們的生存環境以及生活質量的重要方向。隨著社會發展的腳步的加快，電網的諧波的污染問題也越來越嚴重，對于輸配電系統動態無功補償的解決意見迫在危急。本文從當前應用比較廣的投切電容器（SVC）技術和無功發生器（STATCOM）技術對輸配電系統動態無功補償的解決進行了了解，為了適當選擇動態無功補償的技術方案，本文也對無功發生器（STATCOM）和投切電容器（SVC）進行了對比。從對目前的動態無功補償方法的剖析，發現盡管現在已經研發出了新型的、功能比較強大的無功發生器（STATCOM），但是無功發生器（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，對于配電系統動態無功補償技術的研究還需要廣大電網工作者、技術研發專家的共同努力。

1　對配輸電系統的要求

1.1經濟性

以保證質量為前提的節約成本，在滿足輸送以及分配電力的技術要求的條件下，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、電力系統規模的不斷擴大以及用戶的重要性不斷的增加，系統事故會帶來嚴重的后果，因此對配輸電系統可靠性的要求也隨之提高。

1.3環保節能

堅持可持續發展，樹立良好的科學發展觀，這就要求滿足環境保護的條件，把線路及變電站可能產生的噪音、電磁干擾、靜電感應等效應降低到規定標準之下，并且對景觀的影響也要控制在標準水平中。

1.4電能質量

隨著計算機系統、微電子設備等科技設備的廣泛應用，用戶對電能質量的要求越來越高，電壓不穩定的瞬時變化會對控制系統產生影響，導致信息丟失、產品質量下降等后果。

2　動態無功補償技術現狀

生產技術是在生產過程中不斷進步的，動態無功補償技術從剛開始比較落后的損耗大、工作聲音響、反應速度很慢的同步調相機發展到今天相對比較先進的動態投切電容器（SVC）和無功發生器（STATCOM）技術，并且目前就SVC和STATCOM這兩項動態無功補償技術使用比較廣泛。同步調相機發展到動態投切電容器（SVC）和無功發生器（STATCOM）技術中間還經歷了開關投切固定器，投切固定器雖然是在同步調相機的基礎上得到了發展，但是還是存在反應遲鈍、感應不夠靈敏、工作的連續性能差等方面的缺點。就目前的動態無功補償技術來說，就無功發生器（STATCOM）和動態投切電容器（SVC）技術具有代表性，無功發生器（STATCOM）與動態投切電容器（SVC）相比，動態投切電容器（SVC）在科學性質方面更具優點。無功發生器（STATCOM）還有技術上的瓶頸，但是無功發生器（STATCOM）也有一定的優點，所以目前在少數電力工程中用到無功發生器（STATCOM）。

投切電容器（SVC）包含了很多技術方向，國內外眾多電力設備研究專家還根據具體需求進行研發。就目前研發出來的投切電容器技術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　動態投切電容器（SVC）技術

投切電容器（SVC）對于電網系統具有平衡三相負荷、降低網損、提高功率因數、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）技術的應用比較廣泛，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生改變而產生的變動的控制、穩定電網系統的三相電壓和防止系統中的輸電部分的振動。對于電網系統中的輸電部分，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合的連接方法，從而對閥組動態運行的環境的調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理，但是在電壓的環境下卻能發揮很好的作用。

4　無功發生器（STATCOM）技術

無功發生器（STATCOM）對于電網系統的作用就是用變流器把電容器上的直流電壓轉變為三相電流，同時把變流器和變壓器聯系起來對電流進行調整，然后把電充進去電容器里面。無功發生器的無功功率的系統輸出主要是通過在系統電壓和逆變壓器之間形成落差的方法，無功發生器的充電功能啟動的時間取決于電壓差產生的時間點，當無功發生器的充電動作進行到系統電壓低于電容的電壓時就會產生無功功率輸送。但是無功發生器（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的供應的量相等時就會停止。

5　無功發生器和動態投切電容器的技術性比較

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

5.1STATCOM的優缺點，級鏈式結構和多電平或者多重化結構是目前STATCOM的主要兩種結構，STATCOM的主要有點是擺脫常規的電容器補償方式，可以直接進行瞬時間的無功功率進行調換，STATCOM還是一種無功功率的補償器件，同時STATCOM具有反應靈敏度高、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點，STATCOM的缺點是技術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）的優點是平衡三相電的能力強、造價成本相對比較低、技術比較成熟，投切電容器（SVC）的缺點是對使用的面積要求比較大，反應遲鈍、對于負荷電流突然變化的控制能力很弱。

6　結束語

隨著改革開放的發展，城市化還有工業化的到來，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。在我國的用電系統中，還存在著許多損耗無功功率的電氣設備，解決電能損耗大，完善功率交換技術，提高電能的利用效率，提供高效安全的電氣設備不可忽略。近年來，盡管我國的輸配電系統動態無功補償技術得到了很大的提升，但是目前的動態無功補償技術還遠遠達不到現代時代發展的要求，還有很大的提高空間。