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浅谈电力系统无功功率补偿技术的几点思考

  论文摘要:目前 国内电网采用的电容弥补手艺次要是集中弥补取当场弥补手艺。当场弥补手艺次要合用于负荷不变 不成逆且容量较大的异步电动机弥补(如风机、水泵等),其它各类场所仍次要采用集中弥补手艺。本文简述我国电力系统无功弥补手艺的现状及目前电力系统无功弥补存正在的问题 提出此后我国无功弥补手艺成长的标的目的:无功功率动态从动无级调理 谐波。

  无功功率弥补安拆的次要感化是:提高负载和系统的功率因数削减设备的功率损耗 不变电压 提高供电质量。正在长距离输电中 提高系统输电不变性和输电能力 均衡三相负载的有功和无功功率等。

  按照国度水电部 物价局公布的“功率因数调整电费法子”三种功率因数尺度值 响应削减电费:

  当功率因数从0.8提高至0.9 时 通过上式计较 可求得有功损耗降低21%摆布。正在输送功率P=3UIcos φ不变环境下,cos φ提高,I 相对降低 设I1 为弥补前变压器的电流,I2 为弥补后变压器的电流 铜耗别离为ΔP1,ΔP2;铜耗取电流的平方成反比 即

  因为线传送电流小了 系统的线电压丧失响应减小 有益于系统电压的不变(轻载时要防止超前电流使电压上升过高),有益于大电机起动。

  近年来 跟着国平易近经济的逾越式成长电力行业也获得快速成长 出格是电网扶植 负荷的快速增加对无功的需求也大幅上升 也使电网中无功功率不均衡 导致无功功率大量的存正在。目前 我国电力系统无功功率弥补次要采用以下几种体例:

  1.同步伐相机:同步伐相机属于晚期无功弥补安拆的典型代表 它虽能前进履态弥补 但响应慢 运转复杂 多为高压侧集中弥补 目前很少利用。

  2.并补安拆:并联电容器是无功弥补范畴中使用最普遍的无功弥补安拆 但电容弥补只能弥补固定的无功 虽然采用电容分组投切比拟固定电容器弥补体例能更无效顺应负载无功的动态变化 可是电容器弥补体例仍然属于一种有级的无功调理 不克不及实现无功的滑润无级的调理。

  3.并联电抗器:目前所用电抗器的容量是固定的 除接收系统容性负荷外 用以过电压。

  以上几种弥补体例正在运转中取得必然的结果 但正在现实的无功弥补工做中也存正在一些问题:

  1.弥补体例问题:目前良多电力部分对无功弥补的起点当场弥补 不向系统倒送无功 即只留意弥补功率要素 不是立脚于降低系统网的损耗。

  2.谐波问题:电容器具有必然的抗谐波能力 但谐波含量过大时会对电容器的寿命发生影响 以至形成电容器的过早损坏;而且因为电容器对谐波有放大感化 因此使系统的谐波干扰更严沉。

  3.无功倒送问题:无功倒送正在电力系统中是不答应的 出格是正在负荷低谷时 无功倒送形成电压偏高。

  4.电压调理体例的弥补设备带来的问题:有些无功弥补设备是根据电压来确定无功投切量的 线电压的波动次要由无功量变化惹起的 但线的电压程度是由系统环境决定的 这就可能呈现无功过补或欠补。

  按照上述我国无功功率弥补的环境及呈现的问题 此后我国的无功功率弥补的成长标的目的是:无功功率动态从动无级调理 谐波。

  将微处置器用于TSC,能够完成复杂的检测和节制使命 从而使动态弥补无功功率成为可能。基于智能节制策略的TSC 弥补安拆的焦点部件是节制器 由它完成无功功率(功率因数)的丈量及阐发 进而节制无触点开关的投切 同时还可完成过压、欠压、功率因数等参数的存贮和显示。TSC 弥补安拆操做无涌流 响应快 并具有各类功能 值得鼎力推广。

  静止无功发生器(SVG)又称静止同步弥补器(STATCOM),是采用GTO 形成的自换相变流器 通过电压电源逆变手艺供给超前和畅后的无功 进行无功弥补 若节制方式适当,SVG 正在弥补无功功率的同时还能够对谐波电流进行弥补。其调理速度更快且不需要大容量的电容、电感等储能元件谐波含量小 同容量占地面积小 正在系统欠压前提下无功调理能力强 是新一代无功弥补安拆的代表 有很大的成长前途。

  电力有源滤波器是使用瞬时滤波构成手艺 对包含谐波和无功分量的非正弦波进行“矫正”。因而 电力有源滤波器有很快的响应速度 对变化的谐波和无功功率都能实施动态弥补 而且其弥补特征受电网参数影响较小。

  电力有源滤波器的交换电分为电压型和电流型。目前适用的安拆90%以上为电压型。从取弥补对象的毗连体例来看 电力有源滤波器可分为并联型和型。并联型中有零丁利用、LC 滤波器夹杂利用及注入电体例 目前并联型占适用安拆的大大都。

  分析潮水节制器(unifiedpowerflowcontroller,UPFC)将一个由晶闸管换流器发生的交换电压串入并叠加正在输电线相电压上 使其幅值和相角皆可持续变化 从而实现线有功和无功功率的精确调理 并可提高输送能力以及阻尼系统振荡。UPFC 注入系统的无功是其本身安拆节制和发生的 并不大量耗损或供给有功功率。UPFC 手艺是目前电力系统输配电手艺的最新成长标的目的 对电网规划扶植和运转将带来主要的影响。

  因为性价比力高 目前我国普遍利用的仍是静止无功弥补安拆。此中 可以或许进行无功功率动态弥补的基于智能节制策略的TSC仍然需要鼎力推广。现实上 国表里对静止无功弥补安拆的研究仍正在继续 研究的沉点集中正在节制策略上 试图借帮于人工智能提高静止无功弥补安拆的机能。跟着大功率电力电子器件手艺的高速成长 将来的功率器件容量将逐渐提高 使用有源滤波器进行谐波 以及使用柔流输电系统手艺进行无功功率弥补 必将成为此后电力从动化系统的成长标的目的。

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