低压动态无功补偿技术分析及应用

返回列表来源：领步电能质量发布时间：2018-12-14分享加入收藏关注：-

          随着国民经济的快速发展，电力系统的功率因数较低和谐波电流过大等电能质量问题、节能降耗问题越来越受到人们的重视。无功功率在电网中传输会使电网损耗增加，且严重影响供电质量。而使用新型的动态无功补偿技术进行就近和就地补偿，则能有效地解决电能质量问题。

一、动态无功补偿技术
          传统的低压无功补偿技术，由于使用普通的接触器投切电容器，存在浪涌电流大、补偿时间慢、维护费用高和使用寿命短等各方面的问题，已不能满足现代化电网的要求。动态无功补偿是面向三相低压配电系统，具有动态自动补偿无功功率和抑制用户负荷谐波作用的新型无功补偿技术。主要采用静止无功发生器（SVG）和晶闸管分组投切电容器（TSC），实现三相低压配电系统无功功率的动态连续补偿。TSC实现基础平稳无功的补偿，SVG实现动态变化无功的补偿。
          同时在电容器支路串联适当电抗器，实现配电系统用户谐波电流的抑制，防止电容器对配电系统谐波发生放大现象。

二、补偿回路主要部件

①TSC
          TSC主回路主要由电抗器，晶闸管开关，补偿电容器等构成；控制系统主要由控制器，触发电路等构成。由控制器对系统的电流电压等参数进行采样、分析、计算，再根据系统的无功需量给触发电路发出投切信号，由晶闸管开关完成电容器的投入或切除动作。采用晶闸管开关的过零检测、投切技术，可以抑制电路过电压或涌流，实现快速、频繁、无冲击投切。其核心技术包括动态采样控制技术，动态触发技术，动态响应投切技术以及补偿滤波器件等。
②SVG
          SVG即静止无功发生器，是柔性交流输电技术（简称FACTS）的主要装置之一，代表着现阶段电力系统无功补偿技术新的发展方向。它既可提供滞后的无功功率，又可提供超前的无功功率。基本原理是利用全控型开关器件组成自换相桥式电路，辅之以小容量储能元件，通过电抗器或者变压器并联在电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧输出电流，就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，从而实现动态无功补偿。
③控制器
          控制单元采用高速DSP采集现场的电压、电流信号，在每一个电网周期对所有数据进行分析，计算处理后发出驱动信号来控制功率单元的运行，同时监测功率单元运行状况。

三、技术路线和实施方案
1、无功补偿技术的分类
根据电压等级——低压补偿/中压补偿/高电压补偿。
根据安装位置——集中补偿/线路补偿/随机补偿。
根据补偿装置——机械开关式补偿器/静止补偿器。
          该技术从补偿装置的调节机构来讲的。机械开关式补偿器是指补偿装置的调节机构有机械运动部件，如接触器、开关等。静止补偿器是指补偿装置的调节机构中没有机械运动部件，如SVC、STATCOM等。其中STATCOM又分为电压源逆变器型和电流源逆变器型，目前使用的STATCOM多为电压源逆变器型。
根据补偿方式——动态补偿/静态补偿。
          该技术从补偿原理上来讲的。动态补偿是指补偿电流能自动跟随负荷无功电流的变化而连续变化；静态补偿是指补偿容量在相对比较长的一段时期内（譬如1 min以上）是固定不变的。一般而言，静止补偿器属于动态补偿。
2、LBSVG系列静止无功发生器
          LBSVG系列静止无功发生器，可以补偿基波无功电流，也可同时对谐波电流进行动态实时补偿。主电路主要包括控制统，IGBT 功率变换器和滤波电抗器三部分。LBSVG 首先通过软起接触器和软起电阻进行软起动，再经过 PWM 调制使电容电压升至额定值，而FPEA控制器提取出所有的谐波或无功电流，使 LBSVG 吸收或发出满足需求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。

无功补偿的意义
          在交流电网中，功率分为有功功率、无功功率和视在功率。电压瞬时值U和电流瞬时值I的乘积为瞬时功率，一个周期内瞬时功率的平均值称有功功率，即P=UIcosΦ。瞬时功率的最大值，即电源与整个电路之间能量交换的最大速率称无功功率，即Q=UIsinΦ。交流电路的电压有效值和电流有效值的乘积称为视在功率，即S=UI。有功功率P与视在功率S的之比称为功率因数，用cosφ表示，即cosφ=P/S。可见，当有功功率P一定的情况下，当cosφ的值比较小时，视在功率S就要加大。视在功率加大，就意味着供电线路和变压器的容量均要加大，这样，势必增加供电投资，增加线路网损。所以，提高用电设备的功率因数cosφ，就可以让电网尽可能的传送有功功率，减少设备向电网索取无功功率，从而提高电网效率和安全性。

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