SVG装置

2024-06-28

SVG装置（通用9篇）

SVG装置篇1

0 引言

随着家用电器的越来越普及, 很多电感性的设备进入了家庭, 消耗大量无功, 并且输电线路长, 从而造成农网供电线路的电压损失和电压波动, 电能损耗越来越增大, 用无功设备进行农网无功补偿显得越来越重要。作为改善电能质量的一种重要手段, 静止无功发生器 (Static Var Generator 简称SVG) 是近十年发展起来的一种技术最先进、性能最理想的动态无功补偿装置[1,2,3,4,5]。静止无功补偿[6] (Static Var Compensator简称SVC) 方式, 调节速度更快, 运行范围更宽, 是动态无功补偿装置未来的主要发展方向;与有源滤波器 (Active Power Filter 简称APF) [7,8]消除谐波不同的是SVG补偿基波无功, 对农网中存在的大量基波无功有很好的补偿效果。本文介绍SVG的基本原理和直接电流控制方法[9], 并针对直接电流控制对电流检测精度和实时性的要求, 提出了一种基波无功电流跟踪算法应用于SVG。

1 SVG的原理和直接电流控制方法

1.1 SVG的工作原理

SVG的基本原理就是将自换相桥式电路通过电抗器或者直接并联在电网上, 调节交流侧输出电压的相位和幅值或者直接控制其交流侧电流, 使该电路吸收或发出满足要求的无功电流, 实现补偿目的。

1.2 直接电流控制

所谓直接电流控制就是采用跟踪型PWM控制技术对电流波形的瞬时值进行反馈控制;采用直接电流控制时, SVG可以等效成一个电流源Icq;其单相的等效电路图如图1所示, 电网侧的有功、无功电流分别为undefined;负载侧的有功、无功电流分别为undefined;网侧及负载侧等效阻抗为Zs, Zp, 则

undefined (1)

由式 (1) 知, 只要undefined, 则undefined, 即可补偿负载产生的无功功率。对于直接电流控制来说, 准确快速地检测和跟踪负载中无功电流对SVG的性能来说非常关键。基于此考虑, 本文提出了一种快速跟踪无功电流的新方法。

2 检测原理

以图1为分析对象, 设电网电压us, 表示为us (t) ;用户端负载电流为undefined, 表示为iL (t) 。当电网电压和负载电流都发生畸变时, 经过傅立叶变换分别可以表达为

undefined (2)

undefined

本文以电源电压为计算参考, 则令式 (2) 中θ1=0;为了消除电压畸变对计算谐波和无功电流的影响, 电源电压通过低通滤波器 (Low-pass Filter 简称LPF) 后经过锁相环电路 (Phase locked loop 简称PLL) 得到可以得到比电网电压同步信号滞后1/4个周期的信号, 定义为无功信号, 表示为u (t) , 则

u (t) =cosωt (4)

由于无功电流与无功信号具有相同频, 设无功电流为

ilq (t) =mqu (t) (5)

由此可以构造下式

undefined

(6)

由式 (6) 可以看出在1个周期T内, 积分为零, 则

undefined

由式 (5) 知道, 只要检测出mq, 就可以检测出无功电流ilq (t) 。

3 快速跟踪算法

设1个周期内电流采样点总数为N, 则采样周期为undefined, 时刻t1过n个采样周期为t2时刻。t1, t2时刻mq2的值为mq2, mq1。则

undefined

式 (8) 中后半部分为mq1;式 (9) 中前部分为mq2;因为波形重叠, 式 (8) 中前半部分与式 (9) 后半部分相等, 定义为mq0。则

mq2=mq2-mq1+mq1 (10)

由此可知mq的值可由mq2与mq1差值与mq1累加计算得来。

4 算法实现

数学算法的关键在于设置一个储存采样数据的队列用于存放前一个周期的采样数据, 设采样周期T/N, 计算点数为n个, 即计算周期为undefined, 算法示意图如图2所示。

通过PLL得到同步电压信号u (t) =cosωt ;检测的电流iL (t) 和得到的同步电压信号u (t) 经过乘积然后再采样, 采样后存入图3中所示的采样存储队列, 即是N+n空间队列。在t2时刻判断 (即是一个计算周期间隔) 是不是检测信号, 是就输出下式

mq=mq0+mq2 (11)

否则输出下式

mq=mq+mq2-mq1 (12)

设置检测信号的目的在于纠正可能存在的累加错误, 在得到mq后与u (t) 相乘就得到了负载无功电流值ilq (t) 。计算以undefined为周期形成1个检测循环, 从而完成对电流的跟踪检测。通过实验调整n和N比例可以得到较好效果可以看出, 此算法运算简单, 乘法、加减及逻辑运算集中, 具体实现时可以根据情况将乘法和加减及逻辑运算分别用模拟合数字电路实现, 以期得到最好的效果。

5 仿真研究

当仿真时负载电流周期T=20ms, 采样点取N=500, 计算点数目n=50, 即计算周期为电流周期的1/10, 即2ms。负载电流为iL (图中线号A) , 理论无功电流为Ilq (图中线号B) , 检测无功电流为ilq (图中线号C) 。图3为负载电流中无功电流从感性突然变化为容性时的仿真波形:初始电流幅值为10A, 电流滞后电压1/8个周期, 在80ms时, 负载电流突变为幅值12A, 超前电压1/8个周期, 即无功电流由感性突变为容性。图4为负载电流中含有谐波时的仿真波形:负载电流中, 基波电流幅值为10A, 2次谐波幅值为4A, 3次谐波幅值为2A, 5次谐波幅值为2A。图5为电流受到白噪声时的仿真波形。负载电流幅值为10A, 白噪声能量为[0, 1]。

从仿真波形可以看出, 此种方法在电流由零开始检测时, 准确检测出无功电流不会超过一个周期, 检测中前半个周期的检测值和真实值的差别比较大, 但后半个周期的检测值和真实值接近;在电流发生幅值和相位的变化时, 检测值能够很好反应跟踪电流的变化, 延迟时间实际为一个计算周期;负载电流变化巨大时检测值出现毛刺;检测值能够抗谐波和白噪声的干扰。

6 结论

1) 直接电流控制的SVG应用于农网电能质量改善, 补偿无功效果和检测无功电流方法紧密相关。本文提出的基波无功电流的跟踪算法, 在1个周期内能够完全对基波无功电流准确计算, 重要的是它对无功电流变化的跟踪能力突出, 几乎实时地反应无功电流的变化, 延迟时间为1个计算周期。该由对噪声和谐波的抗干扰的能力很突出, 稳定性比较好, 经过仿真检验了其正确性。

2) 算法简单、计算量小, 易于实现适合直接电流控制的SVG。

3) 农网中电压畸变小, 谐波含量少, 所以采用在PLL前加了LPF的技术就可以消除电源电压畸变对检测无功电流的影响, 但若电源基波频率发生变化时还有待深入探讨和研究。

参考文献

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[9]Tahri A, Draou A, AFast Current Control Strategy of a PWMInverter used for Static Var Compensator[J].IEEE Trans onIndustrial Electronics, 1998, 45 (3) :450-455.

SVG装置篇2

SVG是指可缩放矢量图形，这是一种基于可扩展标记语言，是用来描述二维矢量图形的一种图像格式，这种图像格式由万维网制定，制定标准具有开放性。相较于位图图像，SVG图像能够通过点和线对物体进行描述，得到的文件较小，画面更清晰，可以直接打印或输出，SVG得到的矢量图形格式，与GIF和JPEG光栅文件相比，有显而易见的优势：（1）任意缩放，使用者可以根据图像性质改变图像比例，而且不会对图像的清晰度和细节造成任何的破坏；（2）文本独立，SVG图像的文字与图像独立，能够在SVG独立的图像上编辑搜寻文字，而且对字体不会造成任何的限制，用户即使没有安装同一字体系统，得到与原画相同的画面；（3）超强的显示效果，SVG图像在屏幕边缘上具有极高的清晰度，既适用于打印分辨率和屏幕分辨率。本文基于SVG设计了网页软件，对提出的SVG软件的采集器软件系统，数据转换器软件系统以及数据处理器软件系统进行设计，通过研究验证了所设计网页设计软件系统的实际可操作性，是未来的必然发展趋势。

1基于SVG的网页设计软件的设计

基于SVG对网页设计软件系统进行设计，首先对软件的采集器进行设计，给出的算法如下述公式所述：（1）公式（1）中，w为SVG网页中的输入函数，t为网络节点，a为网络的控制系数，xi表示图像的集合邻近区域，w受系统的t和a影响，但变化值一般维持在50~100之间，利用公式（1）数据采集器能够对图像网络信息进行正常采集。采集器的设计是整个软件运行的基础部分，一旦采集器出现故障，整个软件系统都将无法工作。数据转换器是SVG网页设计的核心部分，转换器内部的工作模式为A/D模式，利用公式（2）的算法完成转换工作：（2）上述公式中，t位转换后得到的数据，e为转换前的数据，A0为网络数据转换常数，转换过程必须要在A/D转换模式下才能完成工作。数据处理器主要负责处理转换器得到的数据，将处理后的数据传递给中心计算机系统，从而实现SVG网页的设计，基于SVG对网页设计软件系统设计框图，给出的网页软件设计系统分多次限定数据，从而达到图像的完美设计。

2基于SVG的网页设计软件的实现过程

为了测试基于SVG设计的网页软件系统工作的有效性和可操作性，研究了实现过程。过程设计的参数如下：电源系统持续输入220V以上电压，电流值在50A~100A之间。跟据上述设定的参量以及环境进行网页设计，并与传统网页设计软件系统进行对比。虽然传统的网页软件系统和本文设计的软件系统在设计网页时都能取得2以上的设计效果，但本文设定的软件系统设计效果始终高于传统软件系统，而且设计能力极强，在工作时具有很强的抗干扰能力。综上所述，本文基于SVG设计的网页设计软件的设计性能性更高，设计范围更广，抗干扰能力更强，极具稳定性，且在编辑图像时可以单独对图像和文字进行编辑，缩放过程不会影响整个画面的清晰度。

3结束语

通过本文的探讨分析可以了解到，SVG（可缩放矢量图形）作为一种新的图形设计技术，在清晰度和画面饱和度方面远远高于GIF和JPEG光栅文件。SVG设计的网页设计软件，分为采集器软件系统，数据转换器软件系统以及数据处理器软件系统三部分。通过实验证明所设计的软件设计性能性更高，设计范围更广，抗干扰能力更强，极具稳定性，是未来的必然发展趋势。

参考文献

SVG装置篇3

目前, 国家电网公司正式发布了智能电网技术标准体系和智能电网关键设备研制规划, 将智能电网的发展列为未来的主要发展方向。《国家电网十二五规划》中明确提出动态无功补偿装置是国家电网未来新技术应用的发展方向, 无功补偿设备的智能化改造在智能电网发展规划和建设中已经成为势在必行的必然趋势。

电网现有的无功补偿方式多为固定电容器补偿, 是最早出现的静止型无功补偿, 因其结构简单等特点而得到了广泛应用。但一般的并联电容器组都是应用在负荷较为平稳的场合, 其每天投切次数有限, 且放电时间较长, 频繁投切对固定电容器的使用寿命及稳定性有直接影响。在电网无功变化较大时, 固定电容器无法平滑线性调节无功输出, 不具备调节系统电压的需求, 更不满足智能电网无功实时调节和设备智能化的基本要求[1,2]。

SVG动态无功补偿装置在平滑调节无功输出的同时, 对固定电容器可进行自动投切, 控制其投切次数, 保证电网电压稳定、治理系统谐波、解决电网三相不平衡、抑制闪变等功能, 同时设备自身能够直接通过IEC61850协议与监控层主站系统 (后台) 进行通讯, 满足电网一次设备智能化的要求。

1 国内外无功补偿装置研究水平简述

1.1 无功补偿装置的发展历程

无功补偿装置发展经历了从同步调相机、开关投切电容器、静止无功补偿器 (SVC) 、无功发生器 (SVG) 的过程。它们各自特点如下:

a) 同步调相机:响应速度慢, 噪音大, 损耗大, 技术陈旧, 属淘汰技术;

b) 开关投切电容器:慢响应补偿方式, 连续调节能力差, 并且电容器装置投入系统改变系统阻抗, 易与系统阻抗发生串、并联谐振[3];

c) 静止型动态无功补偿器 (SVC) :目前应用比较广泛, 但由于损耗大, 自身谐波较多, 占地面积较大;

d) 动态无功发生装置 (SVG) :作为SVC的换代产品, SVG具有响应速度快、稳定电压能力强、滤除谐波效果好、占地面积小、维护量小等优势, 目前已成为无功补偿技术的发展方向。

1.2 国内研究水平的现状和发展趋势

2000年国内首台大容量SVG由清华大学与河南电力工业局合作开发并成功运行, 容量为20 MVA。2001年国家电力公司南京自动化研究院研制了一台容量为500 kVA的装置。作为SVC的下一代产品, SVG具有响应速度快、稳定电压能力强、滤除谐波效果好、占地面积小、维护量小等优势。

2 静止型无功发生器 (SVG) 原理和结构介绍

2.1 SVG原理简述

SVG的基本原理就是将自换相的电力半导体桥式变流器串联连接电抗器后并联在电网上, 通过调节桥式变流器交流侧输出电压的幅值与电网侧的幅值进行比较, 在连接电抗器的作用下, 就可以使桥式变流器吸收或者发出无功, 实现动态无功补偿的目的。

2.2 SVG的基本结构

静止型无功发生器 (链式SVG) 由三部分组成控制部分、功率部分、启动部分[4]。

控制部分主要由计算机、控制板卡、采样板卡、驱动板卡等组成, 通过采用板卡采样、控制芯片计算、驱动板卡触发信号使功率部分进行工作;功率部分是SVG的核心, 由电力半导体桥式变流器组成, 其基本电路结构为电压型桥式逆变电路。电压型桥式电逆变路主要由直流电容和逆变桥组成, 直流电容作为桥式变流器储能元件输出直流电压通过逆变桥将直流电压逆变为交流电压, 再通过启动部分的连接电抗器并入电网中, 其中连接电抗器起到防止过电流、滤除纹波和连接两个电压源的作用, 启动部分中还有启动电阻和旁路开关, 启动电阻是串联在整个回路中防止启动瞬间烧毁直流电容和功率器件;旁路开关与启动电阻并联, 由于设备启动柜后不需要启动电阻始终串联在电路中, 为降低有功损耗通过旁路开关进行旁路。

2.3 SVG的工作原理

SVG是迄今为止最先进的补偿型式, 它即可补偿无功, 也可以治理谐波, 在动态无功补偿领域得到广泛应用[5]。

2.3.1 SVG无功补偿原理

SVG功率部分是由电压源型逆变器组成, 所以SVG功率部分可以等效为一个可变的电压源, 电网也是一个无穷大的电源, 这样的两个电源经过连接电抗器进行连接, 当两端电压不同时, 在连接电抗器两段会产生压差, 进而产生电流, 这个电流就是SVG从电网吸收的电流。通过调节SVG功率部分电压幅值的大小, 就可以控制SVG从电网吸收的电流是超前还是滞后90?, 并且能控制该电流的大小。

当SVG电压高于电网电压时, SVG输出的无功电流滞后电网电压, SVG发出感性无功, 当SVG电压低于电网电压时, SVG输出的无功电流超前电网电压, SVG发出容性无功。

2.3.2 SVG治理谐波原理

SVG的滤波方式与以往的动态补偿装置方式不同, SVG不在采用电容和电抗组成的LC回路进行滤波, 而是采用桥式变流电路的PWM技术来进行滤波, 是发出与负荷谐波大小相同方向相反的谐波与之相抵消, 从而达到有源滤波的效果。SVG对于滤除2次~13次谐波效果较好, 对于更高次谐波也可以滤除, 只需调节开关器件的开关频率即可, 但会增加很大的设备损耗。目前行业中仅需要SVG滤波13次以下谐波即可。

从以上工作原理的可以看出, 如果需要SVG在补偿无功的同时还对负载谐波进行补偿, 只需SVG将需要补偿的无功电流和补偿的谐波电流叠加计算后输出相应的电流波形即可。因此, 可以说SVG即能实现补偿无功的同时也治理谐波电流的双重目标。

3 静止型无功发生器 (SVG) 应用的必要性及作用

3.1 采用SVG装置的必要性

3.1.1 技术先进

静止型无功发生器SVG属于第三代动态无功补偿技术。是迄今为止最先进的补偿型式, 它具备所有传统补偿的功能。不需要大容量的电容器和电抗器, 而是通过大功率电力电子器件的高频开关 (IGBT) 来实现动态无功补偿的作用。即可补偿容性无功也可以补偿感性能无功, 响应时间小于等于5 ms。

3.1.2 无功补偿特性好支持系统电压能力强

SVG补偿功能多样化, 可以单独补偿无功、治理谐波、治理电压和闪变、治理三相不平衡, 也可以综合起来进行补偿。

SVG输出电流不受母线电压影响, 在电网电压下降时, SVG仍可满电流输出, 可有效改善母线电压。而普通的电容器类补偿装置的输出与电网电压平方成正比, 在电网电压下降时, 需要电容器多输出一些来提高电压, 此时电容器输出越少起不到支撑系统电压, 影响了系统电压的安全稳定性。

3.1.3 运行损耗小可靠性高

SVG采用新型低损耗功率器件IGBT和小容量的电抗器, 所以成套装置损耗不大于0.8%, 而TCR型SVC其相控电抗器的损耗就大于1.5%以上, 整套设备损耗约为2.5%。

SVG没有大容量的电容和电抗, 所以SVG投入系统中后不会改变系统阻抗, 不会产生串、并联谐振, 使系统运行更加稳定可靠。

3.1.4 控制方式多

SVG具备多种控制方式:恒功率因数方式、恒无功方式、恒电压方式、无功和电压兼顾方式, 等, 不同行业用户可以选择不同的控制方式。对于煤炭类行业一般选择恒功率因数方式即可, 对于风电、光伏行业比较特殊, 需要SVG能稳定电压还需要在电压稳定的前提下提高功率因数, 这就需要选择无功和电压兼顾的方式。

3.1.5 占地面积小安装方式灵活

由于SVG没有了大容量的电容和电抗, 所以SVG的占地面积小, 是同容量TCR型SVC占地面积的1/5左右。SVG占地面积小可以做成集装箱型式放置在户外。对于工矿企业改造项目中, 解决了土地紧张和土建的问题。

3.2 采用SVG装置的作用

a) 提高供电质量;

b) 减少送变电过程的线路损耗。

4 SVG技术在国家电网以及各大企业的应用情况

依托国家电网以及国内各大高校、科研院校雄厚的技术力量, 2007年, 国内首台应用于牵引变流站的SVG投入运行。目前, 南方电网广东东莞500 kV变电站、贵州电网公司、云南电网玉溪四街变、唐山驿南府变电站、唐山虹桥变电站、青岛南京路变电站、辽宁省网多个地方变电站得到推广应用, 其它包括煤矿、电气化铁路、冶金、风电、光伏发电等行业也大量采用SVG动态无功补偿装置, 在网运行600百余套。其技术先进性和运行可靠性均得到了考验。

5 结语

随着无功补偿行业的发展, 动态无功补偿技术不断成熟, SVG以成为迄今位置最先进的补偿技术。它为煤炭、电网、冶金、化工、电铁、风电等行业的节能降耗和供电安全做出贡献。所以, SVG在各个行业电力系统中更加广泛地应用将指日可待。

摘要：从国内外无功补偿装置研究水平的简述、装置原理和结构介绍、应用的必要性及作用等多方面进行介绍, 得出动态无功补偿技术必将是今后的发展方向, 应用前景不可估量。

关键词：SVG,发展历史,原理和结构,应用情况

参考文献

[1]李亚平, 姚建国, 黄海峰, 等.SVC技术在电网调度自动化系统中的应用[J].电力系统自动化, 2005 (23) :1-3.

[2]田林静, 石新春.MSC+TSC型低压无功补偿装置的实现[J].大功率变流技术, 2008, 06:50-54.

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[4]翁利民, 张莉.SVC与SVG的比较研究[J].冶金动力, 2005, 5 (111) :1-4.

SVG装置篇4

利用SVG技术开发WebGIS系统的方法

从可缩放矢量图形(Scalable Vector Graphics,SVG)标准技术入手,利用SVG的开发原理,结合WebGIS系统的功能要求和解决思路,运用Asp.net、脚本语言JavaScript和DOM技术,实现WebGIS的基本功能.提出了将制图数据转换成SVG图形,并在Web发布SVG地图的.技术路线,解决了海量地理空间信息在Internet网络传输速度低、GIS软件平台发布地图时地图数据格式必须为空间数据格式的限制、空间数据发布时数据的安全性等相关技术难点,并在实例中予以应用验证.

作者：雷瑛胡晓娟 LEI Ying HU Xiao-juan 作者单位：甘肃省基础地理信息中心,甘肃,兰州730000刊名：遥感技术与应用 ISTIC PKU英文刊名：REMOTE SENSING TECHNOLOGY AND APPLICATION年，卷(期)：24(5)分类号：P208关键词：SVG WebGIS Scalable Vector Graphics Technology WebGIS

SVG装置篇5

关键词：谐波电流,静止型动态补偿,SVG,功率因数,快速调节,节能降耗

引言

随着煤矿企业原煤产量的大幅度提高, 井下采掘、运输等工作向机械化、自动化的方向发展, 机械化程度和机械设备的效能越来越高, 随之而来的变化是机械设备的装机功率也越来越大, 供电距离也越来越长。大多存在功率因数低、供电线路长, 损耗大、谐波问题、冲击电压降问题。

1、方案设计

1.1 工况分析

为了解决上述问题, 只有采取动态无功补偿及滤波装置, 可同时起到提高功率因数、治理谐波和稳定电压三方面的作用。早期使用的同步调相机作为动态无功补偿装置属于第一代静止无功补偿装置, 一般响应速度以秒计, 无法跟踪负荷无功电流的快速变化。第二代无功补偿装置, 主要以晶闸管投切电容器 (TSC) 和晶闸管控制电抗器 (TCR) 为代表。这类装置大大提高了无功调节的响应速度, 但TCR容易产生谐波振荡电压放大等严重问题。SVG属于第三代静止型无功补偿技术。具有以下特点:

(1) 它不再采用大容量的电容器、电抗器, 而是通过大功率电力电子器件 (IGBT) 的高频开关实现无功能量的变换, 无功动态补偿响应速度最快, 达到几个毫秒级。

(2) 提高功率因数, 降低线损, 节能降耗;

维持负荷端电压, 提高系统电压稳定性。

谐波动态补偿, 改善电能质量, 保证供电安全;

1.2 系统配置典型设计

在陈四楼变电站设计中, 根据井下负荷及现场实际情况, 动态无功补偿成套系统设计采用无功补偿与无源谐波吸收相结合的配置方案, 使系统具有滤波和无功补偿双重功能。该方案按照煤矿需要补偿的无功功率来选配SVG和电容器, 根据无功功率就地平衡的原则, 在6k V母线装设1套容量为±3MVar SVG静止型动态无功补偿成套装置和一组额定容量3Mvar无功补偿电容器。如图1所示。

SVG无功补偿装置的调节容量从感性3MVar到容性3MVar连续可调, 高压电容补偿装置的固定补偿容量为3MVar, 两部分并联构成的静止型动态无功补偿成套装置无功调节的范围为0~6Mvar, 基本能够满足陈四楼110/6k V变电站6k V侧动态无功补偿的要求, 能够在额定容量范围内进行连续自动调节, 有效提高电能质量。

2、技术优势

SVG可动态快速连续调节无功输出, 最大限度满足功率因数补偿要求, 任意时刻的功率因数达到0.98~1.0。相比TCR而言, SVG的补偿原理和具体实现方式都更为先进, 具备以下优势与特点:

(1) 补偿性能强:动态快速连续调节无功输出, 最大限度满足功率因数补偿要求, 任意时刻的功率因数接近1.0, 而且同容量的SVG型补偿效果比TCR型高1.2倍左右, 设备投资效益高。

(2) 谐波特性好:和TCR相比, SVG不产生谐波电流, 而且能有效滤除矿井提升机等产生的各次谐波电流, 很好的满足了煤矿无功补偿与谐波治理的综合需求。

(3) 占地面积小:由于自身没有谐波, 不需要滤波器组, 占地面积大大减小。只有TCR型补偿的一半以上。

(4) 运行损耗低, 效率高, 噪音低。

(5) 可靠性高, 维护量小:满足IGBT功率模块N+1运行方式, 一个模块故障可旁路继续运行, 可靠性大大提高。模块化设计, 安装、调试工作量小, 基本免维护。

3、运行状态和启动停机操作流程

装置分五个运行状态:待机, 充电, 并网, 放电和跳闸。

以陈四楼变电站投运SVG装置为例, 首先将SVG装置地刀拉开, 合上隔离刀闸;6211 (SVG滤波支路) 释能结束后, 手车打到工作位置;此时, 按下SVG装置上复位按钮, 装置处于待机状态, 就绪和闭锁灯亮;合上6211 (SVG滤波支路) 断路器后, SVG装置进入充电状态, 运行和闭锁灯亮;充电结束后, SVG装置达到并网状态, 装置上只有运行灯亮;停运顺序与此相反。停运过程中, 拉开6211 (SVG滤波支路) 断路器后, SVG装置进入放电状态, 闭锁和故障灯亮;事故跳闸时, SVG装置为跳闸状态, 闭锁、告警和故障灯亮。

4、注意事项

由于装置刚刚投入, 运行还不稳定, 需要工作人员加强维护和巡视。其中, 负载夜间变化快, 会引起功率模块驱动故障, 夜间应注意负荷变化和加强巡视。工作环境灰尘多, 也同样会引起功率模块驱动故障, 平时应注意清灰。一旦发生功率模块故障, 必须及时更换备用元件。巡视时, 注意风机运转和设备连接点温度, 风机停转, 也会引起跳闸。

该装置配备低电压保护, 过电压保护, 过流保护和电压不平衡保护。当系统欠压时, 低电压保护动作。

5、结束语

SVG装置篇6

在三相交流电路中, 电源供给负载的功率有两种:一是有功功率;二是无功功率。如果电网中的无功功率供给不足, 用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场, 那么这些用电设备就不能维持在额定指标下工作, 用电设备的端电压就要下降, 从而影响用电设备的正常运行。

系统缺乏无功功率时会造成低功率因数运行, 使供电母线的电压产生波动, 降低了机电设备的运行效率。同时, 大量无功使系统功率因数较低, 造成大量能源浪费。变流设备的自然功率因数较低, 一般只有0.7左右, 促使供配电系统的电能损耗增加, 发配电设备的利用率下降, 企业的电费支出增加, 降低了企业的经济效益。此外, 无功电流在线路上的长途传送时, 在电阻上也造成了的电能损耗。

电网一般呈现电感性, 总电流滞后于电压。当有功功率不变, 感性无功功率就越大, 则损耗就越大。这样就要在电路上进行无功功率的容性补偿, 使电容和电感两个负荷之间形成互补状态, 从而减少无功负荷与电源之间的电能输送。

2 大功率交流变频设备对电网的影响

近几年, 随着电力电子技术的发展, 煤矿综合采煤机械化水平的提升, 矿井的采、掘、机、运、通等各个环节上大量使用了大功率交流变频设备。这些大功率变频设备和电力电子等非线性负荷大量接入电网, 致使此类用电设备产生的谐波电流注入电力系统, 使系统各处电压产生谐波分量。而且大型电力电子设备产生的谐波电流相当大, 直接造成10 k V电网高次谐波成分急剧增强, 给供电系统的安全运行和供电质量带来不良的影响。

2.1 谐波的危害

谐波对电力系统的污染, 随着非线性负荷的增加日益严重, 如不采取措施加以抑制, 将窜到电力系统给其他用户引起不良影响:①使电网的电压和电流波形发生畸变, 致使电能品质变坏。②使电介质加速老化, 绝缘寿命缩短。③影响二次设备装置的工作精度和可靠性。④使一些具有容性的电气设备、电气材料发生过热而损坏。⑤对弱电系统造成严重干扰, 甚至可能在某一高次谐波的作用下, 引起网络谐振, 造成设备损坏。因此, 必须掌握谐波发生的规律, 有针对性地采取交流滤波装置进行抑制。

2.2 电压波动的危害

电压波动是指在很短时间内, 某点电压的急剧变化, 如大型变频设备启动等引起的电压变化。电压波动对电气设备运行的危害, 有以下几个方面:①影响矿井大型提升机的工作效率, 使其不能正常出力。②电力电子传动时, 电压波动可能招致控制回路误动作。③在电压波动大的场合下, 带负荷分接头切换器会缩短切换寿命, 在切换分接头的过程中电压发生变换时, 将会产生振荡。

式中:Ut———电压波动值;△Q———负荷的无功功率变化率;Ss———负荷点的短路容量

由上式可知, 电压波动值与负荷的无功功率变化率成正比, 与负荷点的短路容量成反比。同时, 上式也说明了电网电压波动时, 由于负荷无功功率剧烈变动引起的静止电容器无法满足补偿要求, 因此, 采用动态无功补偿能有效地限制电网电压的波动。

3 SVG (STATCOM的缩写) 的构成及工作原理

3.1 SVG的构成

SVG即高压动态无功发生与滤波装置, 是呈现电流源特性的有源无功功率调节装置, 其兼具滤除谐波的功能 (见图1) 。SVG将整个系统看成一个电压源, SVG则可看成一个可控电压源, 连接电抗器或者可以等效成为一个线形阻抗元件。

3.2 SVG的运行原理及对电网实现的功能

SVG是将电压源型逆变器, 经过电抗器或变压器并联在电网上, 通过调节逆变器交流侧输出电压的幅值和相位, 或者直接控制其交流侧电流的幅值和相位, 迅速吸收或者发出所需的无功功率, 实现快速动态调节无功的目的。也可为每相单独提供功率, 起动平衡三相电流的作用。

当采用直接电流控制时, 直接对交流侧电流进行控制, 该装置将谐波部分从信号中分离出来, 通过反相叠加, 使其返回电网, 这就起到了抑制谐波的作用, 从而使电网电流只包括纯粹的基波部分。

该装置不仅可以对谐波电流进行跟踪补偿, 而且可以跟踪补偿冲击型负荷。能够进行从感性到容性负荷的连续、动态、平滑的无功功率补偿。当补偿负荷快速增加时, 有源滤波器暂时将直流电容器中储存的功率反馈到电网中。负荷下降时, 有源滤波器将功率从电网送至直流环节。借助该原理, 电网侧的负荷变化被平抑, 闪变效应降低到无法感知的程度。此装置的三种运行方式见表1。

3.3 SVG投入运行后对电网的改善效果

1) 电网达到实时功率因数数值≥0.95, 降低线损、节能降耗, 改善电能质量。

2) 成套装置具有短时过载能力。

3) 输电系统稳定控制, 提高线路输电能力。

4) 系统响应时间<5 ms。

5) 实现从感性到容性的连续、平滑的无功功率补偿, 任何时候都可进行自由投切, 达到了投无涌流, 切无过电压。

6) 实现了故障时提供报警信息, 严重故障时封锁SVG驱动脉冲, 同时装置退出运行。

7) 实现电网不对称平衡补偿。

8) SVG是电压源型装置, 主动式跟踪补偿所需无功, 从机理上避免了大容量电容、电抗元器件并联在电网中可能发生的谐振现象, 在电网薄弱的末端使用, 安全性比阻抗型装置更高。

4 SVG的经济效益评估

4.1 提高了功率因数

在电网中, 有功功率、无功功率和视在功率之间的关系如下式:,

式中:S为视在功率;P为有功功率;Q为无功功率, 且功率因数cosφ=P/S, 因此, 当电力系统进行无功补偿时, 系统中的无功功率就越小, 有功功率就相应增大, 系统的功率因数也就相应提高。譬如:某煤矿35 k V变电站, 装机容量为25000KVA×2, 正常运行方式为一投一备, 由于该矿综合采煤采用的是大功率设备及变频技术, 投运初期10 k V用户侧有功负荷为12 259 k W, 无功负荷为9240 k W, 在没有配置无功补偿时, 此侧功率因数cosφ仅为0.8左右, 连续4个月累计发生力率电费44.86万元。通过安装了SVG高压静止无功发生与滤波装置 (容量5 500 kvar) , 实时地对无功功率负荷进行了补偿。

补偿后的功率因数cosφ'为:cosφ'=cos[arctg (Q1-QC) /P]=cos[arctg (9240-5500) /12259]=0.957

上式表明, 该变电站经过SVG改造后, 功率因数由0.8提高到0.95, 该站10 k V出线到末端用户电压由9.92 k V提高到9.94 k V, 无功功率得到了充分的补偿, 改善了用户的电能质量。

4.2 降低了电能损耗

据以上计算分析得出, 经过安装SVG后, 功率因数得到补偿, 节能降损取得显著成效。如输送的有功P为定值, 因为P=UIcosφ, 负荷电流I与cosφ成反比, 又由于P=I2R, 线路的有功损失与电流I的平方成正比。当cosφ升高, 负荷电流I降低, 线路有功损耗就成倍降低。所以可得出, 通过电网安装SVG后, 功率因数从cosφ提高到cosφ', 有功负载损耗降低百分率为:

ΔP%= (1-cosφ/cosφ') ×100= (1-cosφ37/cosφ18) ×100=[1-0.8/0.95]×100=21%

由上可知, 该变电站投入运行SVG后, 使功率因数提高了15%, 有功负载损耗降低了21%, 每年可减少电能损耗2.1×107k W·h。

4.3 减少用户电费支出

通过采取无功补偿措施, 不仅使功率因数由0.8提高到0.95, 达到了电网力率考核标准。每年还可以减少电能损耗2.1×107k W·h, 两项折合经济效益为1 200万元, 给企业带来了良好的经济效益。

5 结语

综上所述, 可以看到SVG技术在煤矿安全供电、经济运行中起到了很大的促进作用, 具有高度的可靠性, 显著地提高了供电系统的利用率, 加强了电网一次、二次系统的效能, 对电网安全、稳定、经济运行具有重大的意义。

参考文献

[1]王兆安, 杨君, 刘进军.谐波抑制和无功功率补偿[M].北京:机械工业出版社, 2006.

[2]何仰赞, 温增银.电力系统分析[M].武汉:华中科技大学出版社, 2002.

[3]金铭.最新电力行业线损及降损措施手册[M].北京:中国电力出版社, 2007.

SVG装置篇7

近年来我国煤矿工作面单产能力不断提高,设备容量也不断增加。以兖矿集团有限公司本部矿井为例,年产300万t综放工作面的设备装机总容量一般为5 000 kW,运行功率为3 500 kW左右;年产500万t综放工作面的装机容量接近7 000 kW,运行功率为5 000 kW左右。井下远端供电距离约为10 km。长距离供电、大容量感应电动机集中使用和频繁启动、变频器等变流设备普及应用等原因造成工作面供电系统电压波动大,功率因数低,线路损耗大,设备启动困难,影响生产。因此,在大型综采工作面实现动态就地无功补偿对煤矿企业保证生产、稳定产量、节能降耗具有重要意义[1]。

1 技术路线选择

1.1 国内外无功动态补偿技术现状分析

目前,性能可靠、应用较广泛的无功补偿技术主要有同步调相机(SC)、机械式分组投切电容器(MSC)、静止无功补偿器(SVC)、静止无功发生器(SVG)等。SC一般用于电力系统枢纽变电站集中补偿,响应速度慢,造价高,运行维护复杂,且不易制造成防爆电器,不适用于煤矿井下。SVC一般有晶闸管投切电容器(TSC)、晶闸管投切电抗器(TSR)、磁阀式可控电抗器(MCR)、晶闸管控制电抗器(TCR)等几种形式,其中TCR+固定电容器组(FC)型SVC最为普遍,性能最优。它是利用可关断大功率电力电子器件(如IGBT)组成自换相桥式电路,通过调节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电流,使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流,实现动态无功补偿的目的[2]。但该类SVC只能提供容性无功,电压支撑能力较差,TCR产生较大谐波,必须配备相应滤波电路,结构较复杂[3]。

MSC技术采用分级固定容量补偿方法,无法动态跟踪负载无功变化,不适应煤矿生产装备启停频繁、负荷变化大的特点。另外,有触点开关的频繁投切电抗器和电容器容易产生电火花,不易满足防爆要求。

SVG是无功补偿的重要发展方向,从本质上讲,SVG可以等效为大小可以连续调节的电容或电抗器,是当前技术条件下最为理想的无功补偿形式。

1.2 SVG技术特点与煤矿井下适应性分析

与SVC相比,SVG技术具有以下适应于煤矿井下的工况特点:

(1) 能够提供从感性到容性的连续、平滑、动态、快速的无功功率补偿, 响应时间为5～10 ms,适于跟踪冲击负荷。

(2) 自身几乎不产生谐波,且能够对谐波进行宽幅有源滤波,还可抑制谐振,安全性与稳定性好。

(3) 电压闪变抑制能力强,可以达到5∶1甚至更高。

(4) 具备较强的短时过载能力,无功补偿能力不受母线电压的影响,特别是当母线电压因无功冲击引起电压快速下降时,能迅速支撑电压,满足大功率负荷启动时的无功需求。

(5) 体积小,单位体积功率密度高,方便移动。SVG不是采用大容量电抗器、电容器组成补偿和滤波元件,而是通过大功率电力电子器件的高频开关实现无功能量交换,适合煤矿井下使用。

(6) 运行损耗小,仅为同容量TCR型SVC的25%左右,温升低,对环境影响小,易于防爆。

经过技术比较,本文重点对SVG技术在矿井的应用进行研究。

2补偿装置的设计

2.1 补偿装置总体方案

经过负荷分析,本文重点要解决采煤机、运输机等大容量负载的无功就地补偿问题;补偿位置设在工作面配电中心移变二次侧,以减少变压器的阻抗影响,提高补偿效果;采用SVG+FC模式以降低成本,SVG支路容量为-1 200～+1 200 kVar。

2.2 补偿装置结构设计

基于SVG的矿用3.3 kV静止无功动态补偿装置结构如图1所示。该装置采用4个隔爆箱体(启动箱、功率单元箱、电抗器箱和电容器箱)组合的结构设计,FC支路容量为300 kVar、600 kVar、900 kVar、1 200 kVar可选,容量调整简单灵活。

2.3 功率单元结构及其工作原理

功率单元采用链式结构,多个两电平H桥电路串联起来,以达到电压叠加的目的。在3.3 kV系统应用时,每相连接多个两电平逆变器模块。SVG由连接电抗器、逆变器组成,每相电路通过IGBT变流模块级联,经过连接电抗器直接接入3.3 kV电网。SVG首先通过充电电阻对直流侧电容充电至预定值,之后充电接触器闭合以短接充电电阻,充电过程结束,补偿装置并入电网开始工作;并网一段时间后,将FC投入,主控制器根据母线侧电压、电流信号计算得出需补偿的谐波电流或无功电流,并生成逆变器所需的IGBT驱动信号,控制逆变器产生与负载谐波电流或无功电流幅值相等、相位相反的补偿电流,从而实现滤除谐波或补偿无功的目的。

2.4 散热结构设计

散热设计是矿用补偿装置安全稳定运行的关键因素之一。对小容量IGBT模块的散热采用热管和强制风冷相结合的方式。IGBT模块固定在装置后部的散热基板上;温度继电器安装在每个热管的基板上,紧靠IGBT,以便有效地保护IGBT。散热机制分后部强制风冷和热管结合散热、顶部散热片散热和内部风机的均衡热量。对大容量IGBT模块可采用水冷散热方式。本文设计的补偿装置采用热管风冷技术。

2.5 主要元器件选型

为保证补偿装置的稳定性和可靠性,其主要元器件均采用国际顶级优质器件,如英飞凌公司生产的IGBT模块、西门子S7-200系列PLC、加拿大EACO公司生产的IGBT专用薄膜电容、士林电机的内熔丝高压电力电容、康拓工控的主控制器等。

3 实验室调试和工业性实验

3.1 工厂实验室调试

基于SVG的矿用3.3 kV静止无功动态补偿装置配有3.3 kV全功率补偿试验平台。实测样机的无功功率输出范围为-1 000～1 700 kVar无级可调;对5次/7次/11次/13次谐波的补偿能力达到100 A/70 A/45 A/38 A;控制响应时间≤5 ms;投切时无暂态冲击,无合闸涌流,无电弧重燃;通过了欧洲标准的电磁兼容试验。

3.2 综采面工业运行和测试

基于SVG的矿用3.3 kV静止无功动态补偿装置在东滩煤矿14310综采面运顺电站投入工业运行试验。

图2、图3分别为装置投运前后,后部运输机机头电动机(700/350 kW)在启动和运行2种工况下3.3 kV母线的功率因数,表1～4为实测数据。从中可看出,该装置显著提高了工作面设备启动和运行时的功率因数,使得3.3 kV母线的无功功率由213 kVar 降为20 kVar,功率因数提高到0.96;缩短了启动时间,电压、电流突变时间降至1.9 s左右;降低了启动和运行电流,使运行电流降为20～30 A;能够稳定启动和运行电压;能够有效抑制谐波,显著改善了工作面电能质量。

4 结语

基于SVG的矿用3.3 kV静止无功动态补偿装置体积较小,移动灵活,具有友好的人机界面和自诊断功能以及Modbus串行通信功能,可实现无人值守、远程控制。工业性测试结果表明,该补偿装置响应速度快,补偿平滑准确,显著提高了工作面设备启动和运行时的功率因数,缩短了启动时间,提高了启动和运行电压的稳定性,有效抑制了谐波,并具有显著的节能效果。该装置投入运行后,按每年工作300 d、每天工作20 h计算,单电动机每年可减少有功电度约30万kW·h,经济和社会效益明显。

参考文献

[1]张学松.煤矿电能质量分析与控制[J].工矿自动化,2009(9):71-73.

[2]田广青.静止无功补偿技术与应用——第二讲静止补偿装置的类型及其工作特性(之二)[J].电工技术,1996(3):32-35.

SVG装置篇8

安钢焦化厂140t/h干熄焦配电系统中,循环风机中压压变频器经常出现无故跳闸现象,高峰期,一天跳闸多达三四次,导致后端负载无法工作,严重影响了生产连续性及焦炭质量。

针对上述情况,经分析认为可能是配电系统中谐波成分较大影响中压变频器正常运行,需对干熄焦配电系统的谐波状况及无功情况进行全面测试,对电能质量进行治理,彻底消除故障。

1.1 配电系统介绍 ( 表 1)

安钢焦化厂140t/h干熄焦高压配电系统见图1.1,共两段10KV母线,两段母线上共4台变压器,其中,提升机变压器均为10/0.4KV,容量均为1000KVA,2台动力变压器的负载主要是水泵和除尘风机,提升机变压器的主要负载为2台315KW提升机电机,提升机从启动加速到匀速提升过程大约10S,然后是平移过程,然后是减速至零完成卸料,整个过程大概持续100S左右。

低压配电简图见图1.2,每段母线上各有一主一备两面电容柜,主电容柜为10组,每组16Kvar,辅助电容柜共8组,每组16Kvar。

为了确定谐波产生部位测试共选取了5个测试点进行测试,具体测试点选取,见图1.1及图1.2。

1.2 测试数据及分析

测试点1、2、4进行测量后,这几个测试点谐波量较小,功率因数较高,电流及电压畸变率低,不是谐波产生的主要点,不需治理。

测试点3(提升机回路高压侧)

电流电压电流波形见下图1.1。

测试点5(提升机回路低压侧)

电流电压测试数据 :(表1.2、表1.3)

1.3结论

通过上述测试数据分析可知,测试点4、5即提升机回路高低压侧谐波电流非常大,电流畸变率高达58.5%,谐波电流值高达259A,这存在着巨大的电能质量安全隐患,平均功率因数较低为0.7左右。由此可见140t/h干熄焦配电系统中,主要的谐波源来自提升机回路,谐波源为提升机系统变频器,需要进行谐波治理,而且其功率因数较低,需要进行无功补偿,由于提升机工作过程中无功变化较大,需对回路使用动态无功补偿。

2 谐波治理及无功方案

2.1 谐波治理技术

无源滤波器

通常采用由电力电容器、电抗器和电阻器适当组合而成的无源滤波装置进行滤波。其工作原理如下图2.1所示。

无源滤波器具有投资少、效率高、结构简单、运行可靠及维护方便等优点,因此无源滤波器仍然是目前广泛采用的抑制谐波及无功补偿的手段。不过,由于无源滤波器是通过在系统中为谐波提供一条并联的低阻通路,以起到滤波作用,其滤波特性由系统和滤波器的阻抗比所决定,因而存在以下缺点 :

1)滤波器一旦制成,性能参数难以变动,滤波特性受系统参数的影响较大。

2)只能消除特定的几次谐波,而对某些次谐波会产生放大作用。

3)谐波电流增大时,滤波器负担随之加重,可能造成滤波器过载 ;

4)有效材料消耗多,体积大。

有源滤波器

随着电力电子技术的不断发展,出现了有源滤波器,其工作原理如下图2.2所示。

与无源滤波器相比,有源电力滤波器具有高度可控性和快速响应性,不仅能补偿各次谐波,还可抑制闪变、补偿无功,有一机多能的特点,其具体特点如下 :

1)滤波特性不受系统阻抗的影响,可消除与系统阻抗发生谐振的危险 ;

2)具有自适应功能,可自动跟踪补偿变化着的谐波。

2.2 无功补偿技术

静态无功补偿

目前较为常用静态无功补偿原理如图2.3所示,一般由电容器提供固定的无功补偿,设备一旦制成,性能参数难以变动只能固定补偿无功功率,不能针对负载变化进行调节,易产生欠补或过补现象。

动态无功补偿

动态无功补偿主要包括两种 :SVC( 静止无功补偿器 )、SVG( 静止无功发生器 ),SVC中包含如MSC( 机械投切电容器 )、TSC( 晶闸管投切电容器 )、TCR( 晶闸管控制电抗器 ) 等,其中SVG属于有源方式的无功补偿,既可以产生超前的无功也可以产生滞后的无功且具有响应速度快、可以连续吸收无功功率、谐波电流小、可以分相调节等自身损耗低等优点。

3 治理方案及效果

由上述谐波治理及无功补偿方案比较,结合方案可实施性以及处于成本投入方面考虑决定采用有源滤波结合SVG动态无功补偿的方式对谐波进行治理,同时提高功率因数。

3.1 设备选取

提升机变压器二次谐波电流高达259.5A,考虑到裕量,为达到最好滤波效果,考虑裕量拟采用2台150A的三相四线有源电力滤波器进行治理。

根据平均功率因数为0.7,有功功率为704k W,如需将功率因数补偿至0.95,计算需要补偿的无功功率为486kvar,选择一台SVG,型号为SPS3-500/0.4。

设备安装方式如下图3.1。

3.2 治理效果

SVG装置篇9

为了风能资源的充分利用, 提高风力发电的效率, 必需要考虑采取措施改善风电场运行性能。在风力发电场装设无功补偿装置就是提高风力发电效率的手段之一。

静止无功发生器 (SVG) 和静止无功补偿器 (SVC) 同属交流输电范畴的两种无功功率电源, 静止无功补偿器 (SVC) 有磁控饱和电抗器 (MCR) 型SVC、晶闸管控制电抗器 (TCR) 型SVC。由于静止无功发生器 (SVG) 与静止无功补偿器 (SVC) 相比较有较大优点, 在近几年的风电场工程中静止无功发生器SVG型动态无功补偿装置得到了广泛的应用。

1 SVG动态无功补偿装置的特点

SVG是基于静止无功发生器SVG (Static Var Generator) 的综合补偿装置, 是目前最先进的动态无功补偿技术。

SVG无运动元件, 能够跟踪系统要求, 连续发出所需容性和感性无功功率, 其输出可独立于交流系统电压的装置。

SVG动态无功补偿装置具有如下优点:

1) SVG能耗小, 相同调节范围下, SVG的损耗约只有磁控电抗器类动态调节装置的1/4, 晶闸管控制电抗器类的1/3, 运行经济性更佳;

2) SVG以半导体的逆变器为核心, 使用直流电容器储能, 无SVC中滤波之路和电抗器, SVG的占地面积远远小于等容量的晶闸管控制电抗器, 也比同容量的磁控电抗器略小, 有利于电气总平面的布置和工程改造的实施;

3) SVG自身不产生谐波, 同时还能滤除谐波, 保证运行安全性, 同时, 不需要额外的滤波装置, 可大大节省工程占地;

4) SVG的响应速度更快, 整体装置的动态无功响应速度可达到10ms以内, 因而对快速的冲击负荷具有更好的补偿效果, 对闪変有更好的抑制作用, 比SVC更快、更稳定;

5) SVG实现了模块化设计, 安装、调试工作量小, 基本免维护;

6) SVG具有电流源的特性, 输出容量受母线电压影响很小, 在电压波动较大的场合, SVG的补偿效果更佳;

7) SVG具有高可靠性, SVG采用N+1冗余主电路拓扑结构, 一个链接单元损坏后认可继续满负荷运行, 在系统短路故障条件下, SVG可连续稳定运行。

基于以上SVG动态无功补偿装置的优点, 在近几年的风力发电工程中SVG动态无功补偿装置得到了广泛的应用。

2 SVG动态无功补偿装置在风力发电工程中的应用

2.1 SVG型动态无功补偿装置的配置

电网公司对风力发电场的要求既要补偿容性无功又要补偿感性无功, 动态无功补偿装置一般装设于风力发电厂升压站低压侧。目前大多数风力发电场规模一般为100MW、200MW、300MW, 以规模为100MW的风力发电场居多。以100MW风力发电场为例, 根据工程经验补偿容性无功一般为25Mvar, 补偿感性无功要根据送出线路长度确定。如果感性无功补偿容量与容性无功相差不多, 采用SVG补偿比较合适, 如果感性无功补偿容量与容性无功相差很大, 则采用SVG+FC (固定电容器) 的型式比较合适既采用SVG与并联电容器成套装置配合的方式, 这样既满足了连续调节的要求, 又可以降低造价。

由于大部分的风力发电场容性无功与感性无功相差比较大, 因此我院设计的风力发电场大多采用SVG+FC的型式, 用两台断路器分别来控制SVG回路和FC回路, 在正常运行时两台断路器都处于合闸状态, 保证动态无功补偿装置的连续调节。例如某一风力发电场需要补偿容性无功25Mvar, 感性无功5Mvar, 则需要配置15 Mvar SVG和10 Mvar FC, 分别由两台断路器控制实现从感性5 Mvar到容性25Mvar连续可调。

2.2 SVG+FC动态无功补偿装置中设备主要技术要求

SVG采用IGBT可关断器件, 模块化设计, 功率单元的结构和电气性能完全一致, 可以互换。

FC回路由电容器、串联电抗器、放电线圈、避雷器、隔离开关、接地开关组成。

2.2.1 电容器组

电容器应计入串联电抗器引起的电容器运行电压升高。

2.2.2 串联电抗器

在目前风电工程中多数工程串联电抗器选用干式串联电抗器。

2.2.3 放电线圈

放电线圈应采用电容器组专用的放电线圈产品。

2.2.4 隔离开关

SVG型动态无功补偿装置电源进线侧应配置三相联动隔离开关, 并提供接“五防”的接线端子, 保证检修时有明显的断开点。

隔离开关必须是通过完善化技术审查的产品, 并提供针对瓷瓶断裂、操作失灵、导电回路过热、锈蚀等易发故障进行的完善化技术措施证明。