SVG无功补 偿装置在电力系统中的应用研究

日期:2018-03-05 / 人气:872 / 来源:艾伯森电气

随着大 量非线性电力负荷谐波源在电力系统中的使用,不仅恶 化了配电网供电电能质量,同时还 降低了配电网供电可靠性。文章在分析了ABSVG无功发 生器的工作原理和功能作用后,结合工程实例,对ABSVG在电力 系统中应用的技术要点进行了详细分析研究。

  大功率 电力电子设备在运行过程中,除了要 消耗大量有功功率外,还需要 吸收大量的冲击性无功功率,这样就 会引起配电网系统发生低功率因数、电压波动与闪变、谐波、以及三 相不平衡等问题,不仅使 配电网供电电能质量逐步恶化,同时谐 波还会引起配电网保护控制系统发生“拒动”、“误动”等不利情况发生,降低配 电网供电可靠性。在存在 大量谐波分量的配电网系统中,进行无 功补偿和谐波治理是非常必要中。因此,将基于 柔性交流输电技术的Abifsey系列静 止无功补偿装置(ABSVG)应用到配电网中,进行电 力系统无功功率的补偿和谐波治理,对提高 配电网供电电能质量和供电可靠性,就显得 非常有无功补偿与谐波治理实践应用研究意义。

  1、ABSVG无功发 生器的工作原理

  交流电 能在通过实际电力负荷消耗过程中,由于电 力负荷不可能是纯容性或纯感性原因,这样就 会导致负荷运行过程中,有相当 一部分电能在不做功的情况下被消耗掉,进而使 配电网系统中无功功率容量不断降低,供电电 能功率因素值降低。因此,需要对 配电网系统中的电能功率因素进行补偿,这便是 静止无功发生器(Static Var Compensator,SVG)需要完 成的无功补偿任务。SVG无功发 生器是配电网中满足无功快速准确可靠补偿、减少谐 波电流的无功补偿及谐波治理装置。SVG无功发 生器的基本工作原理是将自换相桥式变流电路经电抗或直接并联到配电网系统中,通过内 部智能控制单元运行分析获得无功补偿策略,自动自 适应的调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值(电压型无功补偿装置),或直接控制SVG装置交流侧电流(电流型无功补偿装置),就可以 使该变流电路吸收或者发出满足配电网动态调节要求的无功容量,实现对 配电网无功的动态补偿和谐波治理作用。SVG无功发 生器的主电路如图1所示:

  2、ABSVG在电力系统中的应用

  2.1 工程概况

  某11OkV电力系统中A变电站 主要为该区域冶炼企业提供电能,工业负荷约占65%。因为工业负荷较大,其昼夜负荷波动较大,据历史运行数据可知,该区域 最大电力负荷约12.8万kw(为夜间低谷时间,由于工 业企业普遍采取低谷时段低费率用电模式),而在白 昼时段其最小负荷仅为6.9万kw,峰谷差5.9万kW。另外,由于该 区域工业负荷中非线性负荷容量较大,谐波注 入到配电网中导致严重污染,曾多次发生10kV线路I母和II母侧发 生补偿电容器烧毁、以及配电网继电保护“误动”、“误动”等事故,严重影 响到供电电能质量水平和供电可靠性。110kV变电站10kV侧线路 在夜间集中用电时段,其母线 电压畸变率高达6.7%,超出标称电压10kV配电网的国家规定的4%限值标准,且谐波 电流分量也达到基波电流的7.5%,10kV配电网线损相当高。在110kV主变压器处于50%负载率工况下,10kV侧配电网中5次、7次、11次谐波电流严重超标,其中7次谐波电流超标约2倍,所需补 偿总谐波电流为27.05A。

  2.2 ABSVG补偿容量计算

  考虑预留20%的富裕量,即需补偿32A总谐波电流,因此I母和II母两段10kV母线侧 进行谐波治理需要补偿的无功容量为:

  ABSVG无功发 生装置在实际运行过程中,装置仅 提供恒无功和负荷补偿两种运行方式。如果采 取恒无功运行方式,则10kV配电网 调度运行时所需设定的无功值不应超出SVG装置能 够提供的额定容量值,即无功 容量为负的装置额定容量至正的装置额定容量间进行无功动态补偿;在负荷 动态补偿方式下,用户可 以根据需求侧电力负荷实际情况选择ABSVG自动无 功补偿配置及保护项,以充分利用ABSVG装置容 量自动调节控制策略有效改善10kV配电网 的供电电能质量。另外,在计算ABSVG装置无功补偿容量时,不仅要考虑10kV配电网 基波无功补偿容量,同时还 要考虑在容量范围内补偿配电网中存在的谐波分量,对配电 网谐波进行有效治理,有效提 高供电电能质量水平。根据统计计算,知I母和II母需要 补偿的无功容量分别为3.6MVA和3.9MVA。因此,I母和II母分别选用的ABSVG无功发 生器装置计算所需容量为:3.6+0.57/2=3.85MVA,取ABSVG无功发 生器补偿容量为±4 Mvar,同理II母SVG无功发 生装置的补偿容量也取为±4Mvar。

  2.3 应用效果分析

  在该110kV变电站10kV侧I母和II母上分别配置±4Mvar的SVG无功发生器装置,经调试投运后,10kV侧I母和II母的母线电压畸变率、谐波电 流均处于合格范围内,其中电 压畸变率由补偿前的6.7%有效降到2.8%,能够满足10kV公用电 网谐波电压限值4%的要求,补偿效果十分明显。

  3、结束语

  ABSVG无功发 生器能从配电网中吸收或输送连续可调的无功功率,从而有 效提高配电网的无功容量的平衡能力,稳定了供电电压水平,降低了配电网线损,提高了 电力系统供电电能质量水平和供电可靠性。随着以 电力电子元器件为核心的大功率电气设备在配电网系统中的使用,ABSVG无功发 生器良好的无功动态补偿和谐波治理功能,必将在 电力系统中的得到广泛的推广应用。

 


作者:艾伯森电气


现在致电 400-9690-373 OR 查看更多联系方式 →

Go To Top 回顶部
友情链接:    超越神话彩票   青海体彩网   方大娱乐彩票   山东彩票论坛   聚e彩票