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无功补偿的现状及无功补偿的意义

  在配电系统中,为减少配电网向负荷提供大量无功电流而造成线路功率损耗,在各负荷点均须配置相应电压等级的无功补偿装置,以提高电网输电能力,降低输电损耗。配电网的无功补偿,已成为保证电网安全经济运行不可缺少的重要环节。

  另外,随着大功率电力电子设备的大量投入,注入电网的谐波日益增多,电网污染日趋严重,电网品质严重恶化。传统的静态补偿及静态无源滤波装置已无法满足改善电网电能质量要求,动态无功补偿与谐波治理的问题日益突出。

  综合而言,无功功率控制与补偿的重要性体现在解决以下四方面问题。首先,电网对运行效率的要求日益提高,为了有效利用输变电容量,应对无功进行就地补偿;其次,电源点一般远离负荷中心,远距离的输电需要灵活调控无功以支撑解决稳定性及电压控制问题;再次,配电网中存在大量的感性负载,在运行中消耗大量无功,使得配电系统损耗很大;最后,用户对于供电电能质量的认识和要求日益提高,提高功率因数,减小电压偏差和扰动,治理和抑制谐波放大,已成为重要关注点。因此,对电网的无功进行就地补偿,尤其是动态补偿,在配电系统中十分重要。

  TSC动态补偿方式

  自动投切电容器组(TSC、接触器投切),通过向电网增加容性无功负载,从而使得电网系统功率因数提高。该方法技术简单、成本低,是目前主流的低压成套配电无功补偿方式。然而该方法也存在很多不足,例如:由于电容器的容值分配问题,分组投切补偿下对于感性无功的补偿是间断的、不连续的,存在欠补偿或过补偿等问题。另外谐波引起的并联谐振或谐波放大问题,也严重影响到电容器组的运行安全与寿命。

  静止无功补偿器(SVC),是由晶闸管控制投切电抗器和电容器组组成,该方法无功调节速度快、且能实现平滑调节,但该运行方式本身制造谐波,需配置无源滤波器来吸收,在投切时容易产生高次谐波,设备功耗较大。

  静止无功发生器(STATCOM、SVG),它的主体是一个电压源型逆变器,由可关断型器件适当的通断,将电容上的直流电压转换成为与电力系统电压同步的三相交流电压,再通过电抗器和变压器并联接入电网。适当控制逆变器的输出电压,就可以灵活地改变其运行工况,使其处于容性、感性或零负荷状态。与静止无功补偿器(SVC)相比,静止无功发生器响应速度更快,谐波电流更少,而且在系统电压较低时仍能向系统注入较大的无功。伴随静止无功发生器的技术成熟和成本降低,已逐步成为补偿领域重要的技术手段。



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