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静态无功补偿和动态无功补偿的区别

2016-01-25 10:51:00 

静止无功补偿器是由晶闸管所控制投切电抗器和电容器组成,由于晶闸管对于控制信号反应极为迅速,而且通断次数也可以不受限制。当电压变化时静止补偿器能快速、平滑地调节,以满足动态无功补偿的需要,同时还能做到分相补偿;对于三相不平衡负荷及冲击负荷有较强的适应性;但由于晶闸管控制对电抗器的投切过程中会产生高次谐波,为此需加装专门的滤波器。

另外,静态无功补偿技术在风电场、冶金、电气化铁路,煤炭等工业领域的客观需求也很大。在目前情况下,静止型动态无功补偿装置(SVC)对于解决各种负载所产生的无功冲击是很有效的。使电网电压波动明显改善,功率因数明显提高,是一种技术含量高、经济效益显著的新型节能装置。晶闸管变流装置和控制系统能够实现这个功能。采集母线的无功电流值和电压值,合成无功值,和所设定的恒无功值进行比较,计算得到的触发角大小。通过晶闸管触发装置,使晶闸管流过所需要的电流。

1、动态无功补偿

静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)应用了新一代的电力电子器件(如门极可关断晶闸管(GateTurn-off Thyristor,GTO)、绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)、集成门极换相型晶闸管

(IntegratedGate Commutated Thyristor,IGCT)和现代控制技术(如逆系统、直接反馈线性化等), 具有补偿系统感性和容性无功、提高系统功率因数、改善电能质量、提高电力系统稳定性等多重功能。STATCOM自问世以来, 就引起各国电力科研和工业界的广泛重视, 得到了迅速发展和应用, 它是目前用于电力系统中性能最好的无功补偿装置,是柔性交流输电系统的核心。

STATCOM在电力系统中的作用是进行无功补偿,维持连接点的电压为给定值,提高系统电压的稳定性,改善系统的稳态性能和动态性能。STATCOM是基于瞬时无功功率的概念和补偿原理,采用全控型开关器件组成自换相逆变器,辅之以小容量储能元件构成无功补偿装置。与现有的静止无功补偿装置(SVC)相比,具有调节速度更快、运行范围更宽、吸收无功连续、谐波电流小、损耗低、所用电抗器和电容器容量及安装面积大为降低等优点。

传统的补偿谐波和无功电流的另一种方法是装设无源滤波器,通常由电力电容器、电抗器和电阻器串并联组合而成,该方法既可补偿谐波,又可补偿无功功率。目前我国常用的无功调节设备仍为机械式并联电抗器、投切电容器,这些静止型调压手段,因调节不连续、响应速度慢,很难满足系统运行方式快速变化时的需求。

另一种调压装置SVC,响应速度很快,但由于呈恒阻抗特性,使得在电压低时,无法提供所需的无功支持,因此应付突发事件的能力较弱,并且为了抑制谐波,必须装设滤波器,占地面积较大,此外,过多的SVC装置容易引发系统振荡。相比之下,新型无功补偿装置STATCOM则是较为有效的调压手段,它的无功电流输出可在很大电压变化范围内恒定,在电压低时仍能提供较强的无功支撑,并且可从感性到容性全范围内连续调节。

2、无功补偿原理:

电网输出的功率包括两部分:一是有功功率;二是无功功率。直接消耗电能,把电能转变为机械能、热能、化学能或声能,利用这些能作功,这部分功率称为有功功率,不消耗电能,只是把电能转换为另一种形式的能,这种能作为电气设备能够作功的必备条件,并且,这种能是在电网中与电能进行周期性转换,这部分功率称为无功功率,如电磁元件建立磁场占用的电能,电容器建立电场所占的电能.电流在电感元件中作功时,电流滞后于电压90°。而电流在电容元件中作功时,电流超前电压90°。在同一电路中,电感电流与电容电流方向相反,互差180°。如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件,使两者的电流相互抵消,使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小,就能达到无功补偿的目的。

配电网无功补偿与谐波治理装置研发成功,并投入批量生产,可带来较大的社会效益,目前我国配电网中普遍存在着无功补偿不足、布置不合理的情况,存在着城乡电网与区域电网电容器容量倒置现象。10KV电压等级以上的配电电网用户无功需求量很大,有效合理的使用无功补偿与谐波治理装置,对配电网中的无功和谐波进行补偿,不仅可以达到节能降耗的目的,还可以减少用电装置的损害及由谐波引起的事故。

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