基于高压无功补偿技术及发展趋势分析

基于高压无功补偿技术及发展趋势分析

(1许继集团有限公司节能分公司;23许继电气服份有限公司河南许昌461000)

摘要:在当今的社会发展中"发展循环经济,节能减排"是经济发展的口号,并且树立科学发展观,节约资源,保护环境,近年来对节能技术进行改造,目的就是降低能源的消耗,从而达到资源的可持续发展,在电力生产中节能也非常重要,随着经济的发展,高压无功补偿技术得到广泛的应用,这就有效的降低了资源的浪费。本文针对高压无功补偿技术及发展趋势进行了分析。

关键词:高压;无功补偿技术;发展趋势

近几年来,随着现代工业化以及电力工业的不断发展,电能传输的距离以及电能的容量在逐步的增大,并且工业用户对电能质量的要求也越来越高。无功补偿技术对电力系统有着重要的意义,同时对改变这种电能状况起着一定的作用。无功补偿技术不仅对电力系统可以进行适当的无功补偿,稳定电网电压,提高电能的利用率,而且对线路的损耗也有着一定的积极地意义,能够提高电网系统安全运行的系数。目前国内外对高压无功补偿技术的研究都取得了进一步的发展,早期的无功补偿装置已经被淘汰。现在最为广泛使用的是动态无功补偿装置,不仅我们国内在使用,甚至全世界在使用的数额也是很大的。再者,在我们国内将电容器与网络感性负荷并联是补偿无功率的传统方法,并且获得国内的广泛使用。随着电力电子技术发展及其电力系统的应用,无功补偿技术在不断地发展,淘汰旧的使用装置,迎接新的使用装鬣,不断地适应电力系统的发展与运行状况。

1高压无功补偿技术存在的问题

1.1无法满足动态无功补偿的三相均荷控制

一般来说,无功补偿装置多采用三相平衡的设计结构,但一些大型电机设备并不具备三相平衡性质,所以这些设备常常会受到电网中大量的冲击负荷影响,从而产生一些问题。加之,广大人民群众所离不开的民用照明,其负荷也拥有极为不平衡的特征。所以说,动态无功补偿装置应该具备一定限度的均荷能力,以便满足动态无功补偿的三相均荷控制。

1.2容易出现谐波放大的问题

广泛使用的低压配电系统,虽然能够较好地实现基波无功的分相、分级和跟踪补偿,但是在系统承受过大的电压负荷时,一是会缩短电容器组的使用寿命,二是会引发电容器严重放大自身的谐波电流,导致电容器的损坏及影响其他设备的正常运行,而这一切都根究于一个共同点,即高压无功补偿技术所存在的弊端。

1.3当前装置较容易产生高次谐波

从某种程度上来讲,虽然可以通过控制晶闸管触发控制角,对补偿电容投切容量进行合理范畴的调整,但这并不是最为安全有效的方法,稍有不慎,便会产生高次谐波。

1.4抗除外界干扰的能力相对较差

控制器所工作的环境相对复杂,大电流、强磁场层出不穷,户外工作环境更为恶劣,加之其对弱电设计部分的干扰能力要求很高,所以当下生产并投入使用的控制器大多仅仅只能在室内运行,这便极大地限制了补偿器的使用范畴,也突出显现了高压无功补偿技术还不够优化的问题。

1.5很难实现全局的最优化

据笔者了解,现下广为使用的自动补偿方式,大多还是计算采样点数,这就使得控制器之间的信息交流过于贫乏,导致控制器无法在综观全网运行情况的基础上科学运行,所以它便很难实现全局的最优化,更无法有效跟进现代化电网的发展步伐。

2高压无功补偿装置的发展历程及发展前景

2.1高压无功补偿装置的发展历程

1)并联电容器

并联电容器是高压无功补偿装置最初的雏形,其结构简单、成本较低、使用方便,在当时受到很大欢迎,但随着人类要求的提高,其阻抗固定的弊端也日渐明显,已无法有效满足人类的生产生活需求。

2)同步调相机

同步调相机未能走出产生无功功率的圈子,其与并联电容器相比有了较大改变,其已经可以在欠励磁的情状下产出感性无功功率,所以相较之有了很大提高,但它的运行维护流程过于繁杂,较难满足动态要求。

3)真空开关投切电容器组

此装置又称为静态无功补偿方法,因简易低廉,所以普及范畴较广。但受自身客观因素的影响,此种装置无法频繁开关,更不能快速跟进动态变化,故而也无法实现快速动态的无功补偿。

4)静止无功补偿装置

静止无功补偿装置囊括两大方面内容,一是SR(具有饱和电抗器),二是SVC,而SVC又分为TCR(晶闸管控制电抗器)和TSC(晶体管投切电容器)。此处着重谈一下SVC,TCR和TSC两者相互配合使用,这是因为TCR在单独时根本无法发出无功、只能吸收无功,所以其必须要和TSC进行搭档,在配合运用的情况下达到既定目的。

2.2高压无功补偿装置的未来发展趋势

1)SVG(静止无功发生器)

SVG和SVC虽只有一个字母的差别,但这两者却迥然不同。SVG也是一种高压无功补偿装置,但它的基本工作原理和SVC却全然不同,其优势特点也比SVC更加鲜明突出。那SVG与SVC相比到底有哪些优势呢?第一,开关元件的原理不同,使得SVG内部的电子开关元件开关周期极短,其补偿速度更快;第二,运行范畴更加宽泛,这点主要体现在交流器交流测压的复制和相位上;第三,完全没必要具备大容量电容基础;第四,谐波含量小,一些先进技术的应用使得电流中的谐波含量骤然降低。

2)电力有源滤波器

电力有源滤波器也是未来高压无功补偿技术发展的一种实物展现,它用装置的形式表达出来,为电力半导体器件的发展指明了前进的道路。但须注意的是,当下所使用的电力有源滤波器依旧存在一些暂时不可调的问题,譬如电流中的高次谐波、装置成本过高等问题,不过相信在相关科研人员的努力之下,电力有源滤波器在未来前进的道路上会愈来愈好、越走越远。

3)综合潮流控制器

综合潮流控制器是未来高压无功补偿装置发展的第三种趋势,其相较于其他两种装置来说,更为优化和优质。综合潮流控制器的工作原理十分别致,它是把晶闸管换流器中产出的交流电嫁接到输电线相电压上,让这个电压幅度值和相角处于一种连续变化的状态中,让工作线路可以进行有功、无功的精准调节,从而实现质量的最优。

2.3模块化发展

模块化是智能电网无功补偿技术的发展方向,按照无功补偿技术的性质、特点,将无功补偿技术的功能规划到不同的模块中,通过模块之间的配合完成无功补偿,准确的控制无功补偿技术的应用,确保无功补偿技术更加注重其在电网中的目的性。模块化发展需要具备集成化的特点,同时还要落实人性化设计的特点,加强模块化的控制力度,优化模块化在电网无功补偿中的应用,进而推广模块化的发展。

结语

总而言之,随着电网的发展以及电力系统的运行,高压无功补偿技术有了一定的发展,并且得到了越来越多的重视。从目前来看,国内外都致力予对高压无功补偿技术的研发,其中高压无功补偿技术的装置在国内甚至是世界得到了广泛的使用。然而高压无功补偿技术在发展中仍然存在着一些问题,比如说,高压无功补偿技术没有完全解决无触点安全投切和无级调节投入电容容量问题以及抗于扰能力比较差等问题,还需要得到进一步的发展。

参考文献:

[1]王春梅.高压无功补偿技术及发展趋势EJ]内蒙古石油化工,2013.

[2]高晶晶,赵玉林.电网无功补偿技术现状及发展趋势[J]东北农业大学学报,2004.

[3]杨文龙.高低压供电系统中的无功补偿技术[J].自然科学:文摘版,2016(2).

作者简介:

1.于双全(1982.07.29),男,汉族,工程师,本科学历,研究方向:电力系统高低压无功补偿

2.滕文涛(1982.04.18),女,汉族,工程师职位,本科学历,研究方向:电气工程及其自动化,电力系统二次继电保护

3.池东奇(1981.05.28),男,汉族,助理工程师,本科学历,研究方向:电气系统及自动化

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