输配电动态无功补偿技术

杜 娟

安徽光华电力工贸有限责任公司

输配电动态无功补偿技术

杜 娟

安徽光华电力工贸有限责任公司

本文作者从相关的法律法规还有电力能源的发展方向的指示精神出发，基于对国内外的动态无功补偿技术的认识，对输配点系统动态无功补偿技术展开了研究。

输配电系统；动态无功补偿技术

目前人类社会所面临的问题是实现经济和社会的可持续发展，在实际的发展条件下，保证现代社会可靠的、优质的电力供应是亟需解决的问题。最为“20世纪最伟大的工程技术成就之一”，电气由于清洁、方便、高效又被称为“通向可持续发展的桥梁”，怎样合理而有效的发展电力技术是改善我们的生存环境以及生活质量的重要方向。随着社会发展的脚步的加快，电网的谐波的污染问题也越来越严重，对于输配电系统动态无功补偿的解决意见迫在危急。本文从当前应用比较广的投切电容器（SVC）技术和无功发生器（STATCOM）技术对输配电系统动态无功补偿的解决进行了了解，为了适当选择动态无功补偿的技术方案，本文也对无功发生器（STATCOM）和投切电容器（SVC）进行了对比。从对目前的动态无功补偿方法的剖析，发现尽管现在已经研发出了新型的、功能比较强大的无功发生器（STATCOM），但是无功发生器（STATCOM）还是存在很多的不足，需要进一步的改善。千里之行始于足下，对于配电系统动态无功补偿技术的研究还需要广大电网工作者、技术研发专家的共同努力。

1　对配输电系统的要求

1.1经济性

以保证质量为前提的节约成本，在满足输送以及分配电力的技术要求的条件下，尽可能的降低造价。

1.2可靠性

随着人们生活对电力电能的需求、电力系统规模的不断扩大以及用户的重要性不断的增加，系统事故会带来严重的后果，因此对配输电系统可靠性的要求也随之提高。

1.3环保节能

坚持可持续发展，树立良好的科学发展观，这就要求满足环境保护的条件，把线路及变电站可能产生的噪音、电磁干扰、静电感应等效应降低到规定标准之下，并且对景观的影响也要控制在标准水平中。

1.4电能质量

随着计算机系统、微电子设备等科技设备的广泛应用，用户对电能质量的要求越来越高，电压不稳定的瞬时变化会对控制系统产生影响，导致信息丢失、产品质量下降等后果。

2　动态无功补偿技术现状

生产技术是在生产过程中不断进步的，动态无功补偿技术从刚开始比较落后的损耗大、工作声音响、反应速度很慢的同步调相机发展到今天相对比较先进的动态投切电容器（SVC）和无功发生器（STATCOM）技术，并且目前就SVC和STATCOM这两项动态无功补偿技术使用比较广泛。同步调相机发展到动态投切电容器（SVC）和无功发生器（STATCOM）技术中间还经历了开关投切固定器，投切固定器虽然是在同步调相机的基础上得到了发展，但是还是存在反应迟钝、感应不够灵敏、工作的连续性能差等方面的缺点。就目前的动态无功补偿技术来说，就无功发生器（STATCOM）和动态投切电容器（SVC）技术具有代表性，无功发生器（STATCOM）与动态投切电容器（SVC）相比，动态投切电容器（SVC）在科学性质方面更具优点。无功发生器（STATCOM）还有技术上的瓶颈，但是无功发生器（STATCOM）也有一定的优点，所以目前在少数电力工程中用到无功发生器（STATCOM）。

投切电容器（SVC）包含了很多技术方向，国内外众多电力设备研究专家还根据具体需求进行研发。就目前研发出来的投切电容器技术就包括了高阻抗变压器型、电抗器型、励磁控制的电抗器型晶闸管投切电容器型、晶闸管相控电抗器型这五个方向点。

3　动态投切电容器（SVC）技术

投切电容器（SVC）对于电网系统具有平衡三相负荷、降低网损、提高功率因数、减少谐波和电压影响、掌控无功功率、提高输电能力、阻止低频振荡、限制同步振荡等几方面的功能。投切电容器（SVC）技术的应用比较广泛，它主要用于无功控制HVDC换流站和输出电压对进行支持作用，同时投切电容器（SVC）也用于对因为负荷产生改变而产生的变动的控制、稳定电网系统的三相电压和防止系统中的输电部分的振动。对于电网系统中的输电部分，100～400Mvar为输电部分的容量要求，所以必须用到投切电容器（SVC），要求把投切电容器（SVC）安装在电压等级为10千伏到35千伏之间的降压变压器里。TSC的应用在SVC类型中使用最为广泛的两种，TCR使用的安全性比较高，因为TSC每一相分为两个组合，同时采用了特殊的三角型和三相结合的连接方法，从而对阀组动态运行的环境的调整可以采用对晶闸管阀体两端的di/dt值进行控制的方法。受TSC的输出特性的限制，TSC只能运行单纯的有级调理，但是在电压的环境下却能发挥很好的作用。

4　无功发生器（STATCOM）技术

无功发生器（STATCOM）对于电网系统的作用就是用变流器把电容器上的直流电压转变为三相电流，同时把变流器和变压器联系起来对电流进行调整，然后把电充进去电容器里面。无功发生器的无功功率的系统输出主要是通过在系统电压和逆变压器之间形成落差的方法，无功发生器的充电功能启动的时间取决于电压差产生的时间点，当无功发生器的充电动作进行到系统电压低于电容的电压时就会产生无功功率输送。但是无功发生器（STATCOM）输送的无功功率也不是永不停止的，当STATCOM的无功功率被消耗的量和系统的供应的量相等时就会停止。

5　无功发生器和动态投切电容器的技术性比较

有对比才有选择，才能对两种技术的适用性进行了解，无功发生器和动态投切电容器是目前应用比较广的两种动态无功补偿技术，不同的电网企业对无功发生器和动态投切电容器这两种技术的选择考虑都不一样，但是对这两种技术的选择都要充分结合自身电厂的实际情况，对无功发生器技术和动态投切电容器技术的优缺点进行深入认识，两种动态无功补偿技术都有各自的优势和缺点。

5.1STATCOM的优缺点，级链式结构和多电平或者多重化结构是目前STATCOM的主要两种结构，STATCOM的主要有点是摆脱常规的电容器补偿方式，可以直接进行瞬时间的无功功率进行调换，STATCOM还是一种无功功率的补偿器件，同时STATCOM具有反应灵敏度高、体积相对比较小、提供无功功率的时间性比较敏感、对于负荷的突然变化的控制能力比较强等方面的优点，STATCOM的缺点是技术瓶颈一直没有得到解决，对平衡三相电的能力还是不足，而且价格成本相对比较高。

5.2投切电容器（SVC）的优点是平衡三相电的能力强、造价成本相对比较低、技术比较成熟，投切电容器（SVC）的缺点是对使用的面积要求比较大，反应迟钝、对于负荷电流突然变化的控制能力很弱。

6　结束语

随着改革开放的发展，城市化还有工业化的到来，用电量也日渐增大，在能源稀缺的今天，如何提高电能的效率显得尤为重要。在我国的用电系统中，还存在着许多损耗无功功率的电气设备，解决电能损耗大，完善功率交换技术，提高电能的利用效率，提供高效安全的电气设备不可忽略。近年来，尽管我国的输配电系统动态无功补偿技术得到了很大的提升，但是目前的动态无功补偿技术还远远达不到现代时代发展的要求，还有很大的提高空间。