XBT-SVG篇靜止型動(dòng)態(tài)無功發(fā)生器
一、概述
靜止無功發(fā)生器(SVG)又稱靜止式同步補(bǔ)償器( STATCOM),是基于大功率逆變器的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置,以大功率三相電壓型逆變器為核心,其輸出電壓通過連接電抗接入系統(tǒng),與系統(tǒng)側(cè)電壓保持同頻、同相,通過調(diào)節(jié)其輸出電壓幅值與系統(tǒng)電壓幅值的關(guān)系來確定輸出功宰的性質(zhì),當(dāng)其幅值大于系統(tǒng)例電壓幅值時(shí)輸出容性無功,小于時(shí)輸出感性無功,該裝置是目前.為.的第三代電壓穩(wěn)定及無功補(bǔ)償控制器,代表著柔性交流輸電技術(shù)的.新發(fā)展方向。
近年來,動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)及諧波治理裝置越來越廣泛地應(yīng)用于電網(wǎng)及電力用戶端,用于提高電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性、改善用戶電能質(zhì)量并達(dá)到節(jié)省電能的目的。SVG用于輸電網(wǎng),可提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、增加系統(tǒng)阻力、抑制系統(tǒng)振,從而大幅度提商電壓傳輪能力。隨著我國(guó)跨區(qū)電網(wǎng)建設(shè)的迅速發(fā)展。電力系統(tǒng)的無功及動(dòng)態(tài)電壓穩(wěn)定問題日益凸顯,裝設(shè)高壓大容量SVG是.有效手段。
SVG用于配電網(wǎng),可針對(duì)波動(dòng)負(fù)載進(jìn)行快速有效的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償,對(duì)電壓波動(dòng)與閃變、負(fù)荷不平簧功率因數(shù)及請(qǐng)波進(jìn)行補(bǔ)像,在有效改善電能質(zhì)量同時(shí),可取得明顯的節(jié)能降耗效益,例如。當(dāng)SVG用于電爐、電石爐等負(fù)載進(jìn)行補(bǔ)償時(shí),平均耗電往往可降低4%-15%,經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。
二、控制策略
SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償柜采用自換相的變流器,把變流器電路看出一個(gè)產(chǎn)生基波和諧波電壓的交流電壓源,控制補(bǔ)償器基波電壓大小和相位,可改變基波無功電流的大小和相位。當(dāng)變流器基波電壓.時(shí),變流器就會(huì)產(chǎn)生個(gè)超前(容性)的無功電流。反之,當(dāng)變流器基波電壓.時(shí),則會(huì)產(chǎn)生一個(gè)滯后(感性)的無功電流。因此他能與系統(tǒng)進(jìn)行無功功率的交換,同時(shí)又是靜止’的,因此稱為靜止無功發(fā)生器。
從電路原理可以知道,在單相電路中,與基波無功功率有關(guān)的能量是在電源和負(fù)載之間來回往返。在對(duì)成的三相正弦電路中,不論負(fù)載的功率因數(shù)如何,三相瞬時(shí)功率的代數(shù)和總數(shù)是一定的,在任何時(shí)刻都等于是三相總的有功功率。因此總體來看,在三相正弦電路的電源和負(fù)載之間沒有有功功率能量的來回往返,各相的無功功率能量?jī)H在三相之間來回往返。所以,如果能用某種方法將三相各部分無功功率能量統(tǒng)-一起來處理,使三相電路電源和負(fù)載間沒有無功功率能量的傳遞,在總的負(fù)載側(cè)就無需設(shè)置無功功率儲(chǔ)能元件。三相橋式變流電流實(shí)際上就具有這種將三相總的無功功率能量統(tǒng)一處理的特點(diǎn)。考慮到交流電路所吸收的電流并不只含基波分量,由于電流中諧波的存在也多少會(huì)造成少許無功功率能量在電源與SVG之間往返。為了維持橋式變流電路的正常工作,其直流側(cè)仍需要裝設(shè)一定大小的電感或電容作為儲(chǔ)能元件,但所需的儲(chǔ)能元件L或C的儲(chǔ)能容量遠(yuǎn)比SVG所能提供的無功功率容量要小很多(儲(chǔ)能元件的容量一般約為SvC設(shè)計(jì)容量的12%-15%);而對(duì)SVC裝備,其所需儲(chǔ)能元件的容量至少要等于其所提供的無功功率的容量。因此,SVG中儲(chǔ)能元件的體積和成本比同容量的SVC大大減少。
