基于静止无功发生技术的城市低压台区动态电压调节装置应用研究
- 格式:doc
- 大小:30.00 KB
- 文档页数:5
矿用隔爆兼本质安全型静止无功发生器在井下低压供电系统中的应用研究鉴定材料新汶矿业集团公司翟镇煤矿二〇一五年一月鉴定材料目录鉴定材料之一《矿用隔爆兼本质安全型静止无功发生器在井下低压供电系统中的应用研究》鉴定大纲鉴定材料之二《计划任务书》鉴定材料之三《矿用隔爆兼本质安全型静止无功发生器在井下低压供电系统中的应用研究》工作报告鉴定材料之四《矿用隔爆兼本质安全型静止无功发生器在井下低压供电系统中的应用研究》技术研究报告鉴定材料之五《矿用隔爆兼本质安全型静止无功发生器在井下低压供电系统中的应用研究》工业性试验报告鉴定材料之六《矿用隔爆兼本质安全型静止无功发生器在井下低压供电系统中的应用研究》效益分析报告鉴定材料之七《矿用隔爆兼本质安全型静止无功发生器在井下低压供电系统中的应用研究》科技查新报告鉴定材料之一矿用隔爆兼本质安全型静止无功发生器在井下低压供电系统中的应用研究鉴定大纲新汶矿业集团公司翟镇煤矿二〇一五年一月一、成果名称:矿井隔爆兼本质安全型静止无功发生器的探索与应用二、成果来源:自选三、完成单位:新汶矿业集团公司翟镇煤矿四、研究起止时间:二〇一三年十一月---二〇一四年十二月五、鉴定类别:应用成果鉴定六、鉴定依据:《科学技术成果鉴定办法》七、鉴定组织:由组织鉴定单位聘请同行专家组成鉴定委员会,设主任委员和副主任委员。
八、鉴定内容:1、该课题是否完成了计划任务书的要求。
2、审查该课题技术资料是否齐全、完整,并符合有关规定。
3、评议该成果的创造性、先进性和成熟程度以及达到的水平。
4、评议该成果的应用价值、推广条件和前景。
5、提出存在的问题及改进意见。
九、鉴定程序:1、宣读鉴定大纲。
2、宣布鉴定委员会及名单。
3、由鉴定委员会主任主持鉴定,听取课题汇报工作报告、技术研究报告、用户应用报告。
4、考察生产现场、观看演示。
5、专家质疑,主要研究人员答辩。
6、主要研究人员回避,鉴定委员会讨论形成鉴定意见。
7、鉴定专家签字8、鉴定会议结束十、提供的鉴定资料1、鉴定大纲2、计划任务书3、工作报告4、技术研究报告5、工业性试验报告6、效益分析报告7、技查新报告鉴定材料之二新矿集团技术创新项目计划立项建议书项目名称:矿用隔爆兼本质安全型静止无功发生器在井下低压供电系统中的应用研究申报单位:泰山能源股份有限公司翟镇煤矿起止年限:2014年1月~2014年12月项目负责人:胡佩东项目管理员:李新海新汶矿业集团公司制2014年10 月28 日2.项目实施方案3.项目创新点(关键技术、特点、技术的先进性)4.技术、经济指标(经济效益和社会效益两方面)5.达到的技术水平、经济、社会效益及推广应用前景6.地点、试验规模及进度安排7.项目研究人员名单8、需要增添的设备、仪器、材料明细表9、研发费用预算:说明:跨年度的要分别按年度填写,但汇总年度技术开发费用表时,只统计当年的费用预算。
静止无功发生器(SVG)的研究及应用的开题报告一、研究背景与意义随着现代电力系统的发展,电力质量问题越来越受到人们的关注。
电力系统中的电力负载一般分为有功负载和无功负载,其中有功负载是直接转换电能的负载,而无功负载则只是消耗电能,但不参与电能的转换。
由于无功负载的存在,会引起系统电压下降和电网容量的浪费,从而影响电力质量和电网稳定性。
因此,无功补偿技术得到越来越广泛的应用。
静止无功发生器(SVG)是一种新型无功补偿设备,由于其具有高效、快速、动态响应等优点,成为电力系统中最主要的无功补偿设备之一。
目前,我国各地电力系统的容量越来越大,迫切需要用高效的设备进行无功补偿。
因此,对SVG的研究和应用必不可少,这不仅有助于提高电力系统的稳定性,同时还可以减少系统能耗和改善电网质量。
二、研究内容和方法本文主要研究SVG的原理、特点及应用,探究SVG在电力系统中的无功补偿功能和优越性。
具体研究内容包括:1. SVG的基本原理和特点。
2. SVG的技术指标和性能要求分析。
3. SVG的控制方式和运行模式分析。
4. SVG在电力系统中的应用分析。
研究方法既包括理论分析,也包括实验研究。
基于理论分析,本文将深入探讨SVG的原理和特点,并分析SVG的技术指标和性能要求。
同时,也会通过电力系统实验模拟平台对SVG的控制方式和运行模式进行实验研究。
三、研究进度安排本文的研究进度安排如下:第一阶段(2019年11月~2020年1月):文献调研及理论基础研究,主要是对SVG的基本原理和技术指标进行深入学习和研究。
第二阶段(2020年2月~2020年4月):系统分析SVG的控制方式和运行模式,并通过电力系统实验模拟平台进行实验研究。
第三阶段(2020年5月~2020年6月):分析SVG在电力系统中的应用,研究SVG的优越性及未来发展趋势。
四、论文的预期成果- 对SVG的原理、特点及应用有深入的研究,能够对SVG进行合理的选择与设计。
专利名称:一种基于无功补偿的SVG低压静止无功发生器专利类型:实用新型专利
发明人:赵沙沙,王东,文迪,孟凡涛
申请号:CN201820540228.3
申请日:20180417
公开号:CN208062801U
公开日:
20181106
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本实用新型公开一种基于无功补偿的SVG低压静止无功发生器,包括无功检测系统和无功补偿系统,无功检测系统包括电流检测传感器和PLL锁相环,电流检测传感器的进口端与三相电路相连,电流检测传感器的出口端与PLL锁相环相连,无功补偿系统包括AD转换电路、数字信号处理器和SVG主电路,PLL锁相环与AD转换电路相连通,AD转换电路与数字信号处理器相连通,SVG主电路包括驱动电路和逆变电路,数字信号处理器与驱动电路相连接,驱动电路与逆变电路相连,该无功发生器的无功补偿的效率更高,效果更好,结构简单新颖没实用性高。
申请人:山东科技大学
地址:266590 山东省青岛市黄岛区经济技术开发区前湾港路579号
国籍:CN
代理机构:青岛智地领创专利代理有限公司
代理人:陈海滨
更多信息请下载全文后查看。
静止无功发生器(SVG )在低压系统的应用摘要:我公司大量的大功率电机及整流负载,同时冲击性负载及变频设备(整流变频单元的存在)会导致无功变化快和电压波动大,从而导致功率因数较低,无功变化较快,对 3150kVA 配变系统的功率情况、谐波电流及畸变率进行详细的测量并改造。
关键词:静止无功发生器(SVG);功率因数;电能质量;1.我公司配电系统运行现状及问题2016年我公司新建制酸项目,主变采用S11-3150-10/0.4一台,传统电容器补偿; 2017年年底投运,经半年试运,我们发现系统功率因数不达标,受到电业部门罚款,部分设备偶尔不明原因停车,部分电机额定电流的情况下温升过高现象等;2、现场测试方案及结果根据出现的问题,我们对整个供电系统进行了梳理,发现系统中存在较大功率电解整流器件,部分较大功率电机生产负荷变动较大,经过分析,我们认为可能是系统功率因数不稳及电能质量存在问题,决定外委对公司3150kVA低压配电系统进行电能质量测试。
2.1详细测试方案测试对象: 3150kVA变压器低压侧出线电压和采样电流;测试工具:elspec G4000 电能质量监测仪、笔记本电脑;测试内容:电压、电流、有功容量、无功容量、功率因数、谐波电压、谐波电流、谐波畸变率、三相不平衡等相关的电能质量参数;2.2存在问题汇总3.4.1根据数据分析系统的功率因数非常低,且短时间无功变化非常大,最低低至 0.2,最高0.5,大部分为感性无功及冲击性负载,有一小部分容性无功存在,传统无功补偿不能满足补偿要求,需要进行新型补偿方式治理。
3.4.2根据数据可以看到在测试时间阶段总的电流畸变率为4.7%左右,电压畸变率为6.7%左右,超过国标要求,对供配电系统的安全稳定运行存在危险隐患。
2.3解决方案采用静止无功发生器(SVG)进行无功补偿,解决传统电容柜无法补偿感性无功的问题;传统LC无功补偿只能补偿容性无功,响应速度慢,且不能解决其他电能质量问题。
对配电系统中动态无功补偿装置的研究摘要随着现代电力电子技术与国民经济的进一步发展,电力用户对供电电能质量水平和用电可靠性提出了更高更多的要求。
由此产生了一些静止形态的动态无功补偿装置。
电力电子装置不仅可以发送而且还可以吸收无功功率,其本身也成为产生无功的功率源。
但动态补偿的技术目前还不成熟。
关键词配电系统动态无功补偿装置中图分类号:tm761 文献标识码:a1配电系统中的动态无功补偿装置无功功率补偿,简称无功补偿,在电力供电系统中起到提高电网的功率因数的作用,降低供电变压器及输送线路的损耗,提高供电效率,改善供电环境。
所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。
合理的选择补偿装置,可以做到最大限度的减少网络的损耗,使电网供电质量提高。
反之,如选择或使用不当,可能造成供电系统的电压波动,谐波增大等诸多不利于电网安全运行的因素。
无功补偿分动态和静态两种方式。
静态无功补偿是根据负载情况安装固定容量的补偿电容或补偿电感,动态补偿是根据负载的感性或容性变化随时的切换补偿电容容量或电感量进行补偿。
一般的补偿是有级的,也就是常用的补偿装置如电容,是按组来进行投切的,也就是用电系统里产生的无功不会是你补偿的一样多,但是由于这种补偿已经将功率因数达到了例如0.95,已经很好了。
但是有的负载,其工作时无功的变化量非常大,且速度非常快,可以达到毫秒级只能用“动态”补偿。
所谓“动态”即快速性、实时性,一是补偿速度一定要快,二是用电负载需要多少无功,补偿装置就补偿多少无功。
这是动态补偿的两个基本特征。
但不是非得两个都具备才是动态补偿,有的负载虽然无功变化快,但是无功量的改变是固定的,此时用速度快的无功补偿也可以办到,也就是说这个动态补偿强调的单单是迅速。
动态无功补偿装置由高压开关柜(包括高压熔断器、隔离开关、电流互感器、继电保护、测量和指示部分等)、并联电容器、串联电抗器、放电线圈(或者电压互感器)、氧化锌避雷器、支柱绝缘子、框架等构成。
大容量静止无功发生器在高压直流输电系统中的应用钱永亮;唐明淑;段永生;季兴福;朱洪明;刘懿;杨红应【摘要】本文对大容量静止无功发生器的工作原理进行了讲述,介绍了静止无功发生器的系统构成,500 kV富宁换流站安装了3套大容量的STATCOM设备,也是国内首次大容量STATCOM在直流输电系统中的应用,本文重点介绍了500 kV富宁换流站STATCOM的控制模式、与站内其余无功补偿设备的配合方式等情况,同时也对STATCOM功能的实际效果进行了验证,对从事电力系统工作的检修人员有一定的参考意义.【期刊名称】《云南电力技术》【年(卷),期】2017(045)003【总页数】4页(P32-34,37)【关键词】静止无功发生器;功率阀塔;无功补偿;闭锁;解锁;IGBT【作者】钱永亮;唐明淑;段永生;季兴福;朱洪明;刘懿;杨红应【作者单位】云南电网有限责任公司文山供电局,云南文山663000;云南电网有限责任公司文山供电局,云南文山663000;云南电网有限责任公司文山供电局,云南文山663000;云南电网有限责任公司文山供电局,云南文山663000;云南电网有限责任公司文山供电局,云南文山663000;云南电网有限责任公司文山供电局,云南文山663000;云南电网有限责任公司文山供电局,云南文山663000【正文语种】中文【中图分类】TM85在传统直流输电中高压直流输电受端换流站在交流系统电压发生扰动时逆变器有可能发生换相失败。
在换流站密集的电网区域内交流系统短路可触发多个逆变器同时换相失败,如果恢复过程不顺利而发生后续的换相失败,就会导致直流传输功率中断,甚至导致整个交直流系统失去稳定。
针对此问题,可以在逆变端采用静止无功补偿器或同步调相机作为补偿设备,通过增加系统的短路比来降低系统对故障的敏感度。
但是随着我国交直流混合电网“强直弱交”特征的逐步显现,现有无功补偿设备存在补偿能力有限及运行不够灵活等缺点,已无法满足系统无功需求。
静止型动态无功补偿装置(SVG)在城市轨道交通供电系统中的应用静止型动态无功补偿装置(SVG)可解决电力系统无功功率的补偿和谐波治理问题,已广泛应用于多个城市轨道交通的供电系统。
在分析SVG裝置工作原理和功能作用后,结合实际运行案例,提出优化建议,确保轨道交通安全高效运营。
标签:轨道交通;供电;无功补偿;SVG装置随着我国城市轨道交通的快速发展,城市轨道交通供电系统已经成为电力系统重要的用户之一。
由于轨道交通负荷是一个交直流混合的系统,运行方式比较复杂,且随着时间的变化出现较大的波动性,因此呈现出移动性、时变性、非线性等特点,导致供电系统运行过程中容易产生低功率因数、电压波动与闪变、谐波、以及三相不平衡等问题。
不仅使供电系统电能质量逐步恶化,同时谐波还会引发设备过热、运行异常和能耗损失,严重影响了供电系统的可靠性。
因此,在城市轨道交通供电系统中采用静止型动态无功补偿装置(SVG)进行电力系统无功功率补偿和谐波治理,提高供电系统的电能质量和可靠性,确保轨道交通安全高效运营。
1 SVG的基本结构原理SVG装置通常由VSC逆变器、直流电容器、连接变压器(或电抗器)、断路器及冷却系统等部分构成。
其工作原理是将自换相桥式电路通过电抗器并联在电网上,通过调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值,或者直接控制其交流侧电流的相位和幅值,使电路吸收或者发出满足要求的无功电流,实现快速动态无功补偿的目的。
当采用直接控制电流方式时,由于SVG不再采用LC回路进行滤波,而是采用PWM电流控制技术进行滤波,是发出与负荷谐波大小相同方向相反的谐波与之相抵消,从而达到有源滤波的效果。
SVG等效原理图如图1所示。
将系统看作一个电压源,SVG可以看作一个可控电压源,连接电抗器可以等效成一个线性阻抗元件。
SVG运行模式及其补偿特性如表1所示。
2 SVG的技术特点SVG采用了空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制策略和基于瞬时无功功率理论的无功电流检测方式,结合链式结构,解决了在接入系统受到扰动时所引发的各种问题,实现了无功补偿方式质的飞跃。
电力电子技术在无功补偿自动控制中的运用研究摘要:电力电子技术现在已经被众多领域所应用,并且取得了良好的效果,尤其是在电网中的应用,使得电网运行安全性与经济性更高。
基于我国电网建设现状,首先需要解决的即电压调整问题和无功补偿问题,而电力电子技术的应用,完全可以应对无功补偿问题。
本文基于无功补偿基本工作原理,对电力电子技术在无功补偿自动控制中的应用要点进行了简单分析。
关键词:电力电子技术;无功补偿;自动控制电网内无功补偿可以提高电压稳定性,同时还能够将减少电网运行损耗,是电网建设需要重点关注的内容。
现在电力电子技术在无功补偿中的应用,可以有效发挥自动控制优势,更好的面对现在电网电气设备不断增多的情况,达到低能耗、低成本、高产出的目的。
一、电力系统无功补偿运行原理无功补偿即无功功率补偿,将其应用到电力系统中,面对的对象为运行设备,且均属于感性负荷,需要吸收一定量无功功率,尤其是现在我国电力系统建设日益完善,电网运行整体电力负荷增加。
为提高电网运行可靠性,并减少损耗,降低运行成本,便可以采用无功补偿的方法,可靠减少电网运行设备感性负荷,实际应用中已经取得了良好效果[1]。
基于实际应用现状来看,一般所选择无功补偿装置多分散在高、低压并联电容器电路内,安装维护技术性较低,但是要注意各影响因素造成的干扰,避免过渡应用无功补偿方式。
现在电力系统应用无功补偿主要目的是调整电压,将电路分为补偿器、系统以及负载三部分。
对无功补偿原理进行分析,可确定系统特性曲线为:=U0(1-△Q/Ssx) (1)其中,UO表示系统电压;sx表示系统短路容量。
推理可得系统电压变化量为△U=U-U0=U0(-△Q/Ssx) (2)根据公式可得,电力系统无功功率发生变化后,将会使得电压产生正比变化,并且系统所供给的无功功率值为负载加上补偿器无功功率之和,即△Q=QL+Qr。
电力系统正常运行状态下,如果负载无功功率QL发生变化,补偿器产生的无功功率QL可以有效应对无功功率变化要求,可得到△Q=Q2-Q1=0,并且无功功率Q不会发生改变[2]。
-59-科技论坛RSVC 在电力系统中的应用研究刘洋李长宇徐桂芝魏春霞张晓薇(中国电力科学研究院,北京100192)引言静止型动态无功补偿装置SVC (Static VarCompensator)可快速改变发出的无功,具有较强的无功调节能力,可为电力系统提供动态无功电源、调节系统电压,当系统电压偏差较大时将供电电压补偿到一个合理水平。
在故障情况下,SVC 可动态调节无功出力,有利于暂态电压恢复,提高系统电压稳定水平。
目前SVC 作为一项成熟的无功补偿技术,已广泛应用于电力系统和工业部门中。
SVC 可以提高系统大扰动后的恢复能力,提高事故后有效处理时间,有助于预防电网大面积停电灾难事故的发生,可作为电力系统的战略防御手段[1]。
据不完全统计,目前在全世界范围内,已装设于输配电系统中的SVC 设备的容量60%以上是大于100Mvar 的;其中约有73.3%的SVC 装置安装的主要目的是为了进行电压控制、电压平衡、减少电压波动和闪变、抑制暂时过电压等局部要求,一般安装在系统的受端;约26.7%的SVC 装置,安装的主要目的是为了增强系统阻尼和改善系统的暂态稳定性,一般安装在远距离输电线的中间变电站[2]。
1SVC 的原理使用晶闸管的SVC 有以下几种结构:晶闸管控制电抗器(TCR)、晶闸管控制高阻抗变压器(TCT )、晶闸管投切电容器(TSC )、TCR+TSC 混合装置、TCR+固定滤波器(或机械投切滤波器)的混合装置,其中TCR 装置由于性价比较好,响应速度快(10~20ms),因而成为SVC 技术的主流。
从装置构成来看,TCR 型的SVC 装置主要由滤波/电容支路和TCR 支路组成。
不同的晶闸管触发角,改变了流过TCR 回路中主电抗器的电流量,从而改变TCR 回路的感性无功功率量,起到了调节感性无功功率的作用。
滤波器支路中串联电抗器与电容器串联谐振于特定谐波频率,对特定谐波呈现低阻,实现谐波滤除的功能。
基于静止无功发生技术的城市低压台区动态电压调节装置应用研究引言近年来,随着人民生活水平的提高和电力电子技术的高速发展,各种包含电力电子器件的家用电器也已在人们的日常生活中普及起来,在给人们的生活带来便利的同时,也给电网的经济、可靠、高质量供电带来了巨大的挑战。
当前居民低压配电台区负荷的基本特征是在不同季节、不同的时间段负荷变化大,使台区电压在高峰负荷时段呈现低电压状态,在低谷负荷时段,呈现高电压状态。
且城市10kV/0.4kV配电网络广泛使用电缆,在低谷时段电缆充电电流使整个台区无功功率呈容性特性,进一步加剧了台区电压的升高。
而目前低压台区仅配置电容器作无功补偿设备,无法解决电压偏高的的问题。
居民用户的另一个特征是大部分家用电器都是单相接入电网,同时注入大量非线性和不对称负载电流,给供电系统带来了巨大的污染。
如何解决上述矛盾已经成为保障人们正常工作、生活,减少经济损失急需解答的问题。
本文在对某城市居民小区电网存在的电能质量问题进行了研究,针对其存在的突出的电压合格率问题,提出了基于静止无功发生器装置的配电系统无功电压优化方案,并根据某一城市配电网实际技术参数值计算了相应的调压效果,最后得出了基于静止无功发生器技术的城市配电网低压配电网动态电压改善策略。
1 居民小区电网的特点居民小区电网属于低压配电网,一般由10/0.4kV变压器接入大电网,网内负荷大多工作在三相380/220V和单相220V电压等级,电压低、容量小,接线形式一般为三相四线制。
居民小区电网还具有以下特点:(1)居民小区中,一般很少有大容量的冲击性负荷,因此对动态无功补偿的要求不高。
单相设备多,其用电负荷占总容量的70%左右,采用单相供电造成三相配电负荷不平衡,中性点偏移,产生负序电流,且使三相相差不对称(三相相位差不是1200)。
(2)绝大部分用电设备为非线性负荷,基本分为两类:含有开关电源的非线性负荷,如电视机、荧光灯、微型计算机、电池充电器等家用电器;交流整流再逆变的用电设备,如变频空调等。
上述非线性负荷形成谐波源,其谐波含有率高。
研究表明,彩色电视机、空调、个人电脑的谐波含有率高达130%、170%、100%。
国外对谐波源的研究分析发现,民用建筑是产生谐波的重要来源。
日本调查结果显示,来自民用建筑的谐波污染占总谐波量的40.6%。
同时,这些非线性负荷功率因数低,大多数在0.8以下,有的甚至不到0.5,需要吸收大量的无功功率。
大多数用电设备如个人计算机、通信设备、自动化设备等对供电质量要求高,特别是对谐波敏感。
低压台区还存在:1)间歇性用电、季节性用电,峰、谷用电量差别大;2)用户分散或集中无序,供电线路复杂,配变布点不合理,供电半径长短不一;3)电压监测网络不健全,变压器出线端监测点不足,线路末端电压监测几近空白;4)部分农网设计标准偏低,配变容量不足,表后线径偏小。
2 低压台区存在的电能质量问题分析低压台区主要存在电压偏低、三相不平衡和功率因数偏低三大类问题,严重影响到电网和电气设备地安全运行,具体如下:2.1 台区电压合格率偏低电压合格率的定义是台区电压在上、下限值的时间占总时间的百分比,是表述该地区电压电能质量最主要的数据,但由于台区负荷的变化,在高负荷情况下,易出现电压越下限,导致电压偏低;而在凌晨小负荷情况下,由于台区广泛使用电力电缆,还易出现容性充电无功过大,导致电压越上限电压偏高。
2.1.1 台区电压偏高(1)影响台区接入电气设备安全,容易烧坏家用电器设备。
(2)危害配电网的安全运行。
2.1.2 台区电压偏低(1)照明灯具发暗:电压降低5%,普通电灯的照度降低18%;电压降低10%,则照度降低约35%。
(2)烧坏电机:电压降低超过10%时,将使电动机的电流过大,线圈的温度过高,严重时会使电动机拖不动机械(如风机、水泵等)而停止运转或无法启动,甚至烧坏电动机。
(3)增大线损:在输送一定电力时,电压降低,电流增大,线损也相应增大。
(4)变电设备能力降低:例如电压降低到额定值的80%时,变压器和线路输送的有功负荷只有额定容量的64%。
2.2 三相不平衡(1)增加损耗:线路和配变的损耗与通过电流的平方成正比。
在三相四线制系统中,三相负荷平衡时线损最小,不平衡度越大,线损也越大。
(2)配变出力减少:配变设计时,其绕组结构是按负载平衡运行工况设计的,其绕组性能基本一致,各相额定容量相等。
当配变处于三相不平衡工况下运行,负载轻的一相就有富余容量,从而使配变的出力减少。
(3)烧毁配变:三相负载不平衡运行会造成变压器零序电流过大,局部金属件温升增高,甚至会导致变压器烧毁。
(4)影响用电设备的安全运行:配变在三相负载不平衡时运行,负载重的一相电压降低,负载轻的一相电压升高,即容易造成电压高的一相接带的用户用电设备烧坏,而电压低的一相接带的用户用电设备则可能无法使用。
(5)中性线过载:三相负载不平衡运行时会造成中性线中流入过大的不平衡电流,导致中性线过载,甚至烧毁。
2.3 功率因数偏低(1)网络损耗大:在输送一定量有功功率的前提下,功率因数越低,其视在功率越大,进而导致网络损耗也越大。
(2)网络输送容量低:在网络一定的前提下,功率因数越低,其输送的有功功率也越低。
(3)用户侧电压偏低:功率因数越低,其在线路及配变上造成的无功压降也越大,导致用户侧电压也偏低。
3 低压台区无功平衡对电压影响分析低压台区供电系统是一个复杂的供电系统。
从电网框架来看,低压台区处于电力网络的末梢,由于供电半径大、负荷昼夜变化较大、无功补偿在装置配置不合理等因素影响,同时400V低压台区也是距离无功保障最困难的地方,严重影响400V母线系统电压合格率。
目前电网的无功电源(发动机、调相机、电容器)都处于远离配网的位置上,由于低压台区电压等级低,等量的电能输送所产生的能耗和压降要远高于其他电压等级。
因此,低压台区合理配置无功补偿设备,对改善网架结构、提高电能质量、降损增效等方面都将起到有效的促进作用。
现行经济发展致使电力系统供需矛盾逐步加深,接入配电系统的客户对电能质量的要求也在提高,尤其是环境保护、节能减排等问题的逐步提上日程,配电网中无功补偿的合理优化、配置越来越体现出重要性。
而无功补偿对于配电网优质、经济高效的运行有着深远的影响,特别是对电压合格率起到了一定的主导作用。
电力系统中的电压水平与系统中无功功率的状况密切相关。
无功功率从电源端经线路和变压器向负荷端输送,要产生电压损耗。
高压线路和变压器的电压损耗主要决定于通过的无功功率,输送的距离越远、经过的环节越多,则引起的电压降就越大。
因此要求合理地配置无功功率电源,做到就近供应无功功率,这样不仅能提高电压水平,而且能减小电网中的有功功率损耗,同时还能减小电网中无功功率的变化幅度,减小各节点电压的波动,同时提高发电机的有功出力。
同样,提高负荷的功率因数,也能起到这样的作用。
因此电压的调整与无功电源配置、负荷无功功率的补偿、电网中无功潮流的调整以及运行的经济性都是密切相关的,必须加以综合分析和研究。
无功功率在电力系统中的合理分布是充分利用无功电源、改善电压质量和减少网损的重要措施。
在电力系统负荷不断增长的同时,必须相应增加无功功率补偿容量。
所谓电力系统无功功率的最优补偿是在满足一定条件下的最经济的无功功率补偿。
电力系统的无功补偿与无功平衡,是保证电压质量的基本条件,有效的电压控制和合理的无功补偿,不仅能保证电压质量,而且提高了电力系统运行的稳定性和安全性,充分发挥了经济效益。
4 低压台区调压方式及效果分析4.1 采用静止无功发生器稳压原理SVG——静止无功发生器是当今无功补偿领域最新技术的代表,属于灵活柔性交流输电系统(FACTS)的重要组成部分。
SVG并联于电网中,相当于一个可控的无功电流源,其无功电流可以快速地跟随负荷无功电流的变化而变化,自动补偿电网系统所需无功功率,对电网无功功率实现动态无功补偿,同时对电网电压进行动态稳定调节。
表1 SVG静止无功发生器工作原理运行模式波形和向量说明原理示意图SVG通过整流逆变的方式可以输出与系统同频同向但幅值可调的工频电压,经连接电抗器接入系统。
空载运行模式UI = Us,IL = 0,SVG不吸发无功。
容性运行模式UI > Us,IL为超前的电流,其幅值可以通过调节UI来连续控制,从而连续调节SVG发出的无功。
感性运行模式UI < Us,IL为滞后的电流。
此时SVG吸收的无功可以连续控制。
SVG是利用可关断器件,将直流电压逆变成交流电压,通过连接变压器耦合到交流系统中。
目前成熟应用的可关断器件是IGBT(绝缘栅型双极晶体管,Insulated Gate Bipolar Transistor)。
由IGBT组成的H桥电路输出的交流逆变电压相位和幅值可灵活控制,从而实现动态提供容性或者感性无功的功能。
SVG可以连续双向输出无功功率,动态稳定系统电压,精细化的调节系统电压幅值。
4.2 电压改善效果计算假设系统源端供电电压与负荷侧电压分别为和,系统阻抗为,为系统电流,为负荷电流,系统等效电路图如下所示:SVG运行后,系统电压的变化量如下式所示:Δ?= ?s – ?l= Zs.?s= Zs(?l+?c)由上式可知,调整补偿电流可以利用其在系统阻抗上产生的压降来抵消电网电压的变化量。
当配变用户电压Ul偏低时,SVG调整到容性运行模式,补偿负荷的感性无功分量,减小系统电流的的感性无功份量,使电压的变化量的值减小,从而提高用户电压Ul;当配变用户电压Ul偏高时,SVG调整到感性运行模式,增加系统电流的的感性无功份量,使电压的变化量的值增大,从而降低用户电压Ul。
5 结论本文提出的基于静止无功发生技术的城市低压台区动态电压调节装置应用研究,分析了方案的有效性,可以很好的解决低压台区电压波动问题。