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FGSVG使用

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高压静态无功抵偿安装在乡村电网中的使用

2014-04-14 12:11:27

  高压静态无功抵偿安装在乡村电网中的使用
  Application of High Voltage Dynamic Reactive Power Compensation Device in Rural Power Network

  山东新风光电子科技发展有限公司  程绪东 郭培彬
  Cheng Xudong  Guo Peibin

  摘  要:本文引见了山东新风光电子科技发展有限公司消费的高压静态无功抵偿安装在四川三台县某镇农网中的使用。经由过程革新,改进了电网电能质量,低落了线路消耗,削减了电费收入。
  关键词:FGSVG  无功抵偿  谐波治理  乡村电网
  Abstract: This paper describes Shandong WindSun Electronics Science &Technology Co., Ltd. production of high-voltage dynamic reactive power compensation device in a certain town in rural network in Santai County, Sichuan. Transformation improves power quality, reduces line losses, reduces electricity costs.
  Keywords: FGSVG  Reactive power compensation  Harmonic control  Rural power grid
  1 媒介
  跟着国度支农惠农政策的接踵出台,农村经济获得迅猛开展,农人糊口逐年改进。在用电方面,跟着片面实现城乡同网同价,机械化消费、电气化糊口在乡村逐渐推行,电视机、电冰箱、洗衣机、电磁炉、电饭煲、空调等家用电器获得疾速提高,乡村的用电量日趋增大,以每一年约10%~15%的速度连续递增。这些电器设备的增长对电能质量形成了宏大的净化。次要表现在谐波严峻超标,形成变压器、机电、电容器组和线路的消耗加剧,以至危及装备安全;发生的负序电流对机电等扭转机器发生附加转矩,低落工作效率,增长能耗;因为打击无功的感化,对电压形成严峻的颠簸和闪变,低落消费服从,单元能耗增长,同时形成产品质量降落。对这些大打击非线性负荷或不对称负荷应停止当场无功抵偿和用电净化治理,即对该类净化从泉源停止治理,以到达电能质量治理、节能降耗、增长产量和提高产品质量的目标。
  因而,接纳无功发生器手艺是处理这些成绩的最有用步伐之一,一方面能够抑止电压颠簸,改进电能质量,另一方面对体系的阻尼特性也有一定程度的改进;能够提高受端电网的静态无功备用程度,提高受电才能。
  无功抵偿手艺的开展阅历了从同步伐相机→开关投切牢固电容→静止无功抵偿器(SVC)→静止同步抵偿器(SVG)的历程。静止无功抵偿器(STATCOM,又称SVG)接纳了全控型开关器件(如IGBT),所以其静态抵偿结果是晚期的同步伐相机、电容器等无功抵偿安装不能相比的。静止无功发生器以其较低的谐波,较高的服从,较快速的静态呼应,将成为输电体系中的主要装备。乡村经济发展和农人生活水平的提高,离不开作为基础产业的电力的撑持,乡村电网对建立社会主义新农村有着至关重要的意义。
  2 风景STATCOM(以下简称FGSVG)与传统抵偿安装的比力
  风景STATCOM(以下简称FGSVG)是山东新风光电子科技发展有限公司自立研发的高压静态无功抵偿安装,接纳当代电力电子、自动化、微电子及网络通讯等手艺,接纳先辈的瞬时无功功率实际和基于同步坐标变更的功率解耦算法,以功率因数、电网电压大概二者分时间段作为掌握目的,静态的跟随电网电能质量变革来调理无功输出,实现电网的高质量运转。FGSVG具有自主知识产权和多项发明专利,以其较低的谐波,较高的服从,快速的静态呼应,成为输电体系中的主要装备。
  FGSVG与同步伐相机、SVC安装比力具有以下长处:
  (1)接纳数字控制手艺,体系可靠性高,根本不需要保护,能够节流大量的维护费用;
  (2)在提高体系的暂态稳定性、阻尼体系震动等方面的机能大大优于传统的同步伐相机;
  (3)掌握灵敏、调理速度更快、调理速度广,在感性和容性运转工况下都可持续快速调理,呼应速度可达毫秒级;
  (4)静止运转、安全不变,没有调相机那样的大型动弹装备,无磨损,无机器噪声,将大大提高安装期限,改进情况影响;
  (5)对电容器的容量要求不高,能够省去通例安装中的大电感和大电容及宏大的切换机构,使FGSVG体积小、消耗低;
  (6)毗连电抗小。FGSVG接入电网的毗连电抗,感化是滤除电流中存在的较高次谐波,另外起到将变流器与电网毗连起来的感化,因而其电感量远小于抵偿容量不异的TCR等SVC安装所需的电感量;
  (7)FGSVG输出电流不依赖于电压,表示为恒流源特性,具有更宽的运转范畴。而SVC素质是阻抗型抵偿,输出电流和电压成线性干系。因而体系电压变低时,同容量FGSVG能够比SVC供给更大的抵偿容量,FGSVG若共同同容量牢固电容器可组成0~2倍容量的静态容性无功抵偿器,性价比更高;
  (8)FGSVG比SVC具有更快的呼应速度,因此更合适抑止电压闪变。FGSVG呼应工夫在10 ms之内,而SVC呼应工夫普通在大于40 ms。FGSVG从额定容性无功功率变为额定感性无功功率(或相反)可在1 ms以内完成,这类呼应速度完整能够胜任对打击性负荷的抵偿;
  (9)FGSVG的桥式电路接纳多重化手艺、多电平手艺或PWM手艺来消弭次数较低的谐波,并使如7、11等较高次数谐波减小到能够承受的水平。而SVC自己要发生一定量的谐波,如TCR型的5、7次特性次谐波量比较大,占基波值的5%~8%;其他如SR,TCT等也发生3、5、7、11等次的高次谐波,这给SVC 体系的滤波器设想带来很多艰难;
  (10)在毛病条件下,FGSVG比SVC具有更好的掌握稳定性。SVC利用了大量电容器电抗器,当内部体系容量与抵偿安装的容量可比时,SVC会发生不稳定性。FGSVG对内部体系运转条件和构造变革不敏感;
  (11)FGSVG比同容量SVC占地面积小、本钱低。FGSVG因为利用直流电容器储能,能够减小电容器体积,且不需要并联电抗器便可以掌握无功功率光滑变革,因而安装尺寸大大减小;
  (12)FGSVG可以在一定范围内供给有功功率,削减有功功率打击。SVC只能供给无功功率,不具有供给有功功率的功用。
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  3.1 FGSVG产物道理
  FGSVG产物的道理示意图如图1所示,基本原理就是将自换相桥式电路经由过程变压器大概电抗器并联在电网上,恰当地调理桥式电路交换侧输出电压的幅值和相位,大概间接掌握其交换侧电流就能够使该电路吸取大概收回满意要求的无功电流,实现静态无功抵偿的目标。

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  3.2 FGSVG产品结构
  FGSVG产物体系主电路构造如图2所示:

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  FGSVG产物的组成次要有三个部门构成:进线柜、功率柜、掌握柜。图3为电气道理示意图。
  进线柜是毗连电网与安装的关键,掌握安装的挂网与断网,并预留与原无功抵偿装备(FC)的接口,便利现场的对接。
  功率柜接纳模块化设想,功率单位的构造和电气机能完全一致,单位能够交换,便利检验和保护。
  掌握柜人机界面优化处置,人性化设想,全数字化掌握,及时计较电网所需的无功功率、谐波、负序电流等实现静态跟随与抵偿,对帮助装备及时掌握,连结与上位机通信,具有优良的可观察性。

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  3.3 FGSVG电气道理
  FGSVG产物的主电路接纳链式逆变器拓扑构造,Y型毗连,10kV安装每相12个单位串连构成,6kV安装每相8个单位串连构成,运转方法为N+1模式。
  这类构造能够自力分相掌握,有利于处理相间均衡成绩,在体系遭到滋扰时,更好地供给电压支持;所有链节的构造完全相同,能够实现模块化设想,便于扩大安装容量;每相链节可设置一个冗余链节,当一个单位呈现毛病后仍能够满负荷持续运转,确保安装的可靠性;去掉了毗连变压器,低落了安装本钱和消耗。
  功率单位电路如图4所示。为包管功率单位的可靠性,设计时选用统一批次的元器件,包管各元器件机能的一致性。每一个功率单位均具有完美的保护措施,而且各事情形态均送回主控单位,主控与各单位旌旗灯号毗连均接纳光纤。

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  FGSVG安装掌握焦点由高速32位数字信号处理器DSP、大规模可编程逻辑器件CPLD/FPGA和一体化人机界面协同运算来实现,经心设想的算法能够包管FGSVG到达最优的运转机能。供给友爱的全中文监控和操纵界面,同时能够实现长途监控和网络化掌握。PLC控制器用于柜体内开关旌旗灯号的逻辑处置,以及与现场各类操纵旌旗灯号和形态旌旗灯号的和谐,加强了体系的灵活性。控制器接纳大规模集成电路和外表焊接手艺,体系具有极高的可靠性。
  另外,控制器与功率单位之间接纳多通道光纤通信手艺,高压部门和高压部门完整可靠断绝,体系具有极高的安全性,同时具有很好的抗电磁滋扰机能,而且控制器有一套独立于高压电源的供电系统,功率单位的掌握电源接纳一个独立于高压体系的电源,便利调试、维修,加强了体系的可靠性。在不加高压的状况下,装备各点的波形与加高压状况根本类似,给整机调试带来了很大便利。
  4四川某典范使用实例
  塔山供电所位于三台县东路的塔山场镇,现有6300kVA主变两台,全年供电量2000多万kW·h。辖区35kV刘塔线路一条18.6千米,10kV线路共六条共计312.3千米,共计量用户27905户,如今10kV母线上装设2000kvar的SVG一台。供电系统构造如图5所示。

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  用户现场在集合用电顶峰时,功率因数很低,此时电网功率因数仍旧在0.2以下,存在“欠补”征象;在用电低谷时,存在“过补”征象。颠簸较着的无功功率招致10kV电网母线电压的颠簸,对用户用电安全形成影响,供电所本来设置2组0.6MVAR无功抵偿电容器,此中一组电容器曾经破坏,而且单组电容器在投切历程中无法无级调理无功功率。
  电力公司指导颠末多方考查,终极选用山东新风光电子科技发展有限公司消费的FGSVG,规格型号为:±2000kvar/6kV,对电网停止无功抵偿及谐波治理。于2011年9月25日开端了安装、主电缆及掌握线路的铺设、继保的整定调试、电缆的耐压实验及安装自己的机能调试及查验。经严厉的法式批报,本台安装于2011年9月30日正式在塔山供电所联网。在联调时期安装未对电网一般运转带来任何不良影响。
  FGSVG可与原电容柜并列运转也能够零丁运转,因为FGSVG具有容感性持续调理功用,安装FGSVG安装后,不只使电网功率因数由本来的0.2以下提高到0.98以上,而且处理了现有电容器抵偿安装“过补”的成绩。FGSVG事情可靠,功用齐备,自动化水平高,操纵简朴,能及时记载各类运转参数及发作的毛病并对各类毛病停止主动庇护,与现有的无功抵偿装备比拟优越性十分较着。
  图6为投入前功率因数曲线,图7为投入后功率因数曲线。

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  在电网中安装FGSVG,不只可使功率耗损减小,功率因数提高,还能够充实发掘装备运送功率的潜力。配电网加装FGSVG后,从电网电力用户的效益阐发,次要集合在以下几个方面:
  (1)能够大大改进电能质量。
  (2)有用低落电能消耗。
  (3)削减用户电费收入。
  FGSVG无功抵偿的效益十分较着,经测算,该用户每一年节省电费100多万元。用户抵偿后也使电网低落了消耗,提高了电压质量。
  6结束语
  在乡村电网接纳无功抵偿改进供电系统的电网质量,如许不只能增大有功输出才能,使装备容量获得充分利用,并且增长了输电才能,削减功率消耗和电能消耗,低落了线路中的电压丧失和电压颠簸,从而到达节省电能和提高供电质量的目标,为用户缔造了可观的经济效益,是一件利国利民的功德,值得在乡村电网体系鼎力推行。

 

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