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SVG+C混合系統技術分析

發布于:2020-12-14 14:24:01

  隨著當今社會電氣化水平的加速提升,從供電側到用電側都開始對現有的電力設備提出更高的需求,特別是在用電端,隨著國內的技術革新向著高精尖的目標邁進,更加復雜多樣、用電要求高的用電設備層出不窮,因此用電負載的用電要求也不僅僅局限于無功補償和諧波治理、更多的還包含了其他相關的電能質量環境,主要體現有間諧波、頻率變化、交流網絡中的直流、電壓閃變、涌流、三相不平衡等電能質量問題,因此,作為低壓配電系統中的電能質量治理方向上,這就要求電能質量治理向著更加系統化、綠色化、數字化的方向邁進。


  在目前低壓的電能質量治理領域,以治理裝置數靜止無功發生器和有源電力濾波器為首,國內針對靜止無功發生器和有源電力濾波器的應用已經進入到小規模的并網階段,在一些電能質量問題突出的用電環境中,替代了原先老一代的電容器補償產品,其電能質量治理效果也能夠提升到更高的目標。


  如何在現有的電能質量治理領域將靜止無功發生器和有源電力濾波器大規模的并網使用,促進電能質量領域的快速發展,成為現階段的關鍵性問題。因此,為了促進傳統的電能質量治理裝置到新型的電能質量治理裝置的過渡,促進電力能源的可持續發展和優化電力能源結構,靜止無功發生器和有源電力濾波器與現有的電能質量產品有效的配合使用是目前實踐性高、操作性更強、電能質量治理效果更佳的有效的方案。


  本文提到的靜止無功發生器與智能電容器的混合系統(SVG+C混合系統),即為上述提到的傳統電能質量治理產品和新型電能質量治理產品配合使用的其中一部分。目前SVG+C混合系統只適用于低壓配網系統中,后期將以此為基礎,擴展到整個電能質量治理領域,其電能質量治理領域的發展,必定會達到一個系統化、綠色化、數字化的目標。


  目前SVG+C混合系統,主要包括無源電力補償裝置和有源電力補償裝置兩部分,通過電能質量綜合控制儀統一控制無源電力補償裝置和有源電力補償裝置,通過完善無源電力補償裝置和有源電力補償裝置的混合補償過程,增強綜合控制儀的各項功能,從而有效的對相應的電能質量問題進行治理。為后期數字化電能質量治理的發展奠定基礎,SVG+C補償系統全部采用工業級通訊方式連接智能電容器和靜止無功發生器(有源電力濾波器相同模式,本文不做說明),為求配電系統達到監控一體化、報警一體化的目標。


  本文介紹的SVG+C混合補償系統區別于現有的SVG與電容器混合設計卻獨立補償的系統方案。其混合補償原理為通過系統側一組采樣,對整個系統電力參數進行計算分析后,通過分別控制靜止無功發生器和智能電容器的輸出,并通過科學的算法讓靜止無功發生器和智能電容器配合使用,針對性地解決系統中存在的電能質量問題,讓每一種裝置發揮其特有的長處,同時,通過這種配合使用,能夠提高設備的使用壽命,并通過統一的綜合控制儀控制,能夠針對相應設備故障或者損壞,進行及時有效的保護,提高了整套電能治理裝置乃至配電系統的運行安全性。


  SVG+C混合系統結合了靜止無功發生器和智能電容器的優勢,其具體體現在靜止無功發生器的動態響應速度快、容性補償和感性補償切換、無級補償(沒有容量等級限制)、諧波濾除等功能,智能電容器的模塊化、體積小、多級別補償、容量大等優點,靜止無功發生器和智能電容器皆有自我保護功能,保護功能具有有過溫保護、過壓保護、欠壓保護、缺相保護、IGBT故障保護、裝置故障自我檢測復歸功能、裝置損壞自我停機報警功能等等。因此,綜合兩者的補償特點,該SVG+C混合系統具有以下的技術指標:


  1、無功補償目標功率因數可達0.99以上,無功補償具備無級切換且在補償結果中含有多級別補償,SVG補償電流占總補償電流的5%以下。


  2、諧波治理在2到50次可設置輸出,諧波濾除率在90%以上,此指標在有源電力濾波器與智能電容器的混合系統中體現。


  3、三相不平衡治理,可實現在設計容量下的百分之百治理,并做到動態變化,保證三相平衡度穩定變化,三相不平衡率變化不超過5%。


  4、保護功能完善,提高整個電能治理裝置的運行安全性。


  5、在設計容量下,可兼顧無功補償、諧波治理、三相不平衡治理三種功能,并能做到動態功能切換,其治理效果與目標值一致。


  目前,靜止無功發生器和智能電容器的技術成熟,在SVG+C混合補償的前期并網過程中,該系統穩定、電能質量治理效果明顯,在多個并網項目落地后,通過實際效果測量,并網效果符合上述的技術指標,SVG+C混合系統在不同場所的實際應用中,均能根據現場的不同電力工況,針對性的解決相關的電能質量問題,并在長時間的運行中,保持不錯的運行能力和補償性能,基本符合SVG+C混合系統的設計初衷。


  SVG+C混合系統研發團隊也不僅僅局限于靜止無功發生器和智能電容器混合補償的研發工作,更多的是著眼于對更多傳統的無源電力裝置和新型的有源電力裝置的混合電能質量治理系統,所以,電能質量混合系統的發展還有很多路要走,在系統化、綠色化、數字化的電能質量治理目標,我們只走了系統化的第一步。太陽能、儲能等行業發展,帶來了多能源并網的新挑戰,在綠色化的電能質量目標實現上我們還需要不斷的去探索新的產品。在大數據、信息化的新時代背景下,我們針對電能質量治理系統乃至整個配網系統,更需要的是數字化、可視化的電能質量產品。


  總的來說,SVG+C混合系統在目前國內處于快速發展階段,也是今后電能質量領域的發展趨勢,對促進配電網產業升級,提高整體電力能源的綠色、穩定、高效有著重要作用。隨著電能質量治理混合系統的不斷落地并網,持續改進混合系統的性能,融合新能源的并網,結合國網戰略能源互聯網戰略,實現數字化的配網目標,做到符合中國電力環境的電能質量治理產品,在國際上彰顯中國電力的魅力!




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