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FGSVG使用

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FGSVG在无功抵偿及谐波治理上的使用

2014-04-11 16:36:49

山东新风光电子科技发展有限公司   孔亮

Kong Liang

摘  要:引见了FGSVG的道理,构造及可靠性设想和技术优势,阐发了FGSVG在各行业的使用。

关键词:SVG  多电平   级联逆变器   多重化手艺

Abstract: This paper introduces the principle, structure of FGSVG , also introduces the reliability design and technical advantage,  analysis the features of FGSVG in various industries.

Key words: SVG   Multilevel   Cascaded inverter   Multiple technology

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  跟着国民经济的快速开展和持续增长,电力供需冲突日趋凸起。因为电力用户容量的不竭增加,用户容量与发电装机容量的比例曾经上升到3.2:1,招致尖峰期间顶峰时段的用电需求快速上升。“十二五”时期,天下电力供需显现紧均衡,季节性,地域供需冲突加剧。为处理这一冲突,发改委连同电监会等六部委出台了《电力需求侧管理办法》,明白指出:满意电力需求应对峙节省与开辟并举、节省优先的原则,在增长供给的同时,兼顾思索并优先接纳需求侧管理步伐,鼓舞电网企业接纳节能装备,加强无功抵偿,指导用户增强无功管理,公道设置无功抵偿安装,优化用电方法。FGSVG系列产品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和谐波治理安装,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。

2 FGSVG系列产品的技术优势

  FGSVG是今朝国内外最为先辈的无功抵偿安装,这类基于电压型PWM变流器的抵偿安装实现了无功抵偿方法质的奔腾。它不再接纳大容量的电容、电感器件,而是经由过程电力电子器件的高频开关实现无功能量的变更。从技术上讲,FGSVG系列产品较传统的无功抵偿安装有如下优势:

  (1)呼应速度更快

  FGSVG系列产品呼应工夫:≤1ms。传统无功抵偿安装呼应工夫: ≥40ms。FGSVG系列产品可在极短的工夫以内完成从额定容性无功到额定感性无功的互相转换,这类无与伦比的呼应速度完整能够胜任对打击性负荷的抵偿。

  (2)谐波治理

  FGSVG系列产品不只不发生谐波,并且同时具有谐波治理功用,在静态无功抵偿的同时,可对谐波停止滤除。而SVC中TCR在抵偿无功功率同时发生大量谐波,招致TCR必需与大容量滤波器同时利用。

  (3)电压闪变抑止才能更强

  SVC遭到呼应速度的限定,其抑止电压闪变的才能不会随抵偿容量的增长而增长,而FGSVG系列产品因为呼应速度极快,增大安装容量能够持续提高抑止电压闪变的才能。

  (4)运转范畴更宽

  FGSVG系列产品可以在额定感性无功到额定容性无功的范围内事情,以是比SVC的运转范畴宽许多。更主要的是,在体系电压变低时,FGSVG系列产品还可以输出与额定工况附近的无功电流。

  (5)抵偿功用多样化

  FGSVG系列产品不只具有快速抵偿体系无功的感化,还可以按照用户实践需求,对负荷停止谐波电流抵偿、负序电流抵偿、综合抵偿等。

  (6)占地面积小

  因为无需高压大容量的电容器和电抗器做储能元件,FGSVG系列产品的占地面积凡是只要不异容量SVC的50%。

3 FGSVG系列产品的道理

  FGSVG系列产品的道理示意图如图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。

图1 FGSVG系列产品的道理示意图

4 FGSVG的构造

  FGSVG有进线柜,功率柜和掌握柜三部门构成: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。

5 FGSVG的可靠性设想

  FGSVG系列产品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。图2为10kV电压品级体系毗连原理图。

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图2  10kV电压品级体系毗连道理

  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。

  功率单位包罗滤波电容,IGBT,电源和控制板。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。所有功率单位在装配查验及格后均要做老化试验。功率单位接纳优化的散热设想,自力风道设想有用处理单位温升和整套安装的防护品级。

  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。

图3    体系界面

图4  形态量显现界面

  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、现场培训,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、培训带来了很大便利。

6 FGSVG在各行业中的使用

  FGSVG不只能提高电网运送才能,并且能够优化电能质量,在对电能要求较高的各行业中得到了普遍的使用。

  风力发电体系具有随机性和颠簸大的较着特性,在运转中需求大量无功。FGSVG调理速度快,能够光滑持续的调理输出无功,提高风机的瞬时功率因数,实现25次以下谐波的有用滤波。

  煤矿行业因为接纳大量的感到电动机,具有负荷重,功率因数低,电压不稳定的特性。FGSVG能够快速持续的调理,从而不变并提高体系的均匀电压,低落电压闪变和谐波电流。不只能提高负荷功率因数,还可滤除低次谐波。

  在城镇地区供电电网中,因为供电间隔长,普通设置容量较大的电容器定补安装。以±2Mvar/10kV无功抵偿安装在四川三台县富顺镇供电所的使用为例,富顺镇供电所有两台变压器4000kVA一台和3150kVA一台,一般运转一台4000kVA的,另外一台只在用电高峰期才投运。输入线35kV一套,输出线10kV五套,配有一台1.2Mvar电容器定补安装,给五个州里配送电。用电高峰期短,普通只要四五个小时,长时间处于低负荷形态,因为电容器抵偿安装抵偿容量稳定,只能向体系供给容性无功,不能随负载的变革实现快速准确的调解,在包管母线体系功率因数的同时,简单向体系倒送无功,举高母线电压。FGSVG具有容感性持续调理功用,及时检测供电系统的用电状况,安装FGSVG安装后,不只使电网功率因数提高到99.3%以上,而且处理了现有电容器抵偿安装“过补”的成绩,削减了电容器投切的次数,耽误了装备的使用寿命,制止电容器投切时浪涌打击及操纵过电压,可有用低落线路消耗、改进电压质量、充分发挥供电装备的潜力,并可为用户节省电费收入,具有十分明显的社会效益和经济效益。

图5 利用FGSVG前的功率因数曲线

图6  利用FGSVG后的功率因数曲线

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  FGSVG系列产品是山东新风光电子科技发展有限公司为满意市场需求研发的节能装备,具有自主知识产权和多项发明专利。公司新研发的多电平二极管箝位型FGSVG产物实验样机已胜利下线,该产物有多个电压台阶,更靠近正弦波,谐波机能更好。变流器的等效开关频次削减,削减了电磁滋扰,低落了半导体开关对散热的要求。因为三相共用直流侧电容器,出格适合于三相能量互相交流的体系。在变流器不耗能的幻想状况下,所需电容器可选得很小,即便在非幻想状况下存在电容电压不稳,也可经由过程帮助掌握办法或帮助控制电路停止均衡掌握。另外,在面对面使用中,不存在纵贯征象,可普遍应用于电力系统中。
 

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