無功補(bǔ)償?shù)默F(xiàn)狀及無功補(bǔ)償?shù)囊饬x
在配電系統(tǒng)中,為減少配電網(wǎng)向負(fù)荷提供大量無功電流而造成線路功率損耗,在各負(fù)荷點(diǎn)均須配置相應(yīng)電壓等級(jí)的無功補(bǔ)償裝置,以提高電網(wǎng)輸電能力,降低輸電損耗。配電網(wǎng)的無功補(bǔ)償,已成為保證電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行不可缺少的重要環(huán)節(jié)。
另外,隨著大功率電力電子設(shè)備的大量投入,注入電網(wǎng)的諧波日益增多,電網(wǎng)污染日趨嚴(yán)重,電網(wǎng)品質(zhì)嚴(yán)重惡化。傳統(tǒng)的靜態(tài)補(bǔ)償及靜態(tài)無源濾波裝置已無法滿足改善電網(wǎng)電能質(zhì)量要求,動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償與諧波治理的問題日益突出。
綜合而言,無功功率控制與補(bǔ)償?shù)闹匾泽w現(xiàn)在解決以下四方面問題。首先,電網(wǎng)對(duì)運(yùn)行效率的要求日益提高,為了有效利用輸變電容量,應(yīng)對(duì)無功進(jìn)行就地補(bǔ)償;其次,電源點(diǎn)一般遠(yuǎn)離負(fù)荷中心,遠(yuǎn)距離的輸電需要靈活調(diào)控?zé)o功以支撐解決穩(wěn)定性及電壓控制問題;再次,配電網(wǎng)中存在大量的感性負(fù)載,在運(yùn)行中消耗大量無功,使得配電系統(tǒng)損耗很大;最后,用戶對(duì)于供電電能質(zhì)量的認(rèn)識(shí)和要求日益提高,提高功率因數(shù),減小電壓偏差和擾動(dòng),治理和抑制諧波放大,已成為重要關(guān)注點(diǎn)。因此,對(duì)電網(wǎng)的無功進(jìn)行就地補(bǔ)償,尤其是動(dòng)態(tài)補(bǔ)償,在配電系統(tǒng)中十分重要。
TSC動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方式
自動(dòng)投切電容器組(TSC、接觸器投切),通過向電網(wǎng)增加容性無功負(fù)載,從而使得電網(wǎng)系統(tǒng)功率因數(shù)提高。該方法技術(shù)簡單、成本低,是目前主流的低壓成套配電無功補(bǔ)償方式。然而該方法也存在很多不足,例如:由于電容器的容值分配問題,分組投切補(bǔ)償下對(duì)于感性無功的補(bǔ)償是間斷的、不連續(xù)的,存在欠補(bǔ)償或過補(bǔ)償?shù)葐栴}。另外諧波引起的并聯(lián)諧振或諧波放大問題,也嚴(yán)重影響到電容器組的運(yùn)行安全與壽命。
靜止無功補(bǔ)償器(SVC),是由晶閘管控制投切電抗器和電容器組組成,該方法無功調(diào)節(jié)速度快、且能實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)節(jié),但該運(yùn)行方式本身制造諧波,需配置無源濾波器來吸收,在投切時(shí)容易產(chǎn)生高次諧波,設(shè)備功耗較大。
靜止無功發(fā)生器(STATCOM、SVG),它的主體是一個(gè)電壓源型逆變器,由可關(guān)斷型器件適當(dāng)?shù)耐〝?,將電容上的直流電壓轉(zhuǎn)換成為與電力系統(tǒng)電壓同步的三相交流電壓,再通過電抗器和變壓器并聯(lián)接入電網(wǎng)。適當(dāng)控制逆變器的輸出電壓,就可以靈活地改變其運(yùn)行工況,使其處于容性、感性或零負(fù)荷狀態(tài)。與靜止無功補(bǔ)償器(SVC)相比,靜止無功發(fā)生器響應(yīng)速度更快,諧波電流更少,而且在系統(tǒng)電壓較低時(shí)仍能向系統(tǒng)注入較大的無功。伴隨靜止無功發(fā)生器的技術(shù)成熟和成本降低,已逐步成為補(bǔ)償領(lǐng)域重要的技術(shù)手段。