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SVG在电力行业中的应用

作者:罗运成、范少春  来源:湖北三环发展股份有限公司    日期:2014-4-21  浏览:

中国今年开展的“光伏领跑者”示范项目招标价格也大大低于预期,表明可再生能源技术创新和技术进步的潜力巨大。TheoveralllengthoftheGreatWallrelicsinHexiCorridor'sShandanCountyis98.5kilometers.ItistheonlyplaceinChinathathasbothGreatWallinHanandMingdynasties.ThissectionofGreatWallisbestpreservedoneinChinaandiscalled"OutdoorGreatWallMuseum."Unlikethebricks-madestructureinJiayuguanandBadalingsections,thispartofGreatWallwasbuiltwithrammedearthandismucheasiertobecorrodedbysandstorms.FangWei,a30-year-oldvillagerwhoisdedicatedtothepreservationofancientGreatWallinXiakouvillageofShandancounty,northwestChina'sGansuprovince.Toprotecttheancientbuilding,Fangplantedhalfamilliontreesand2kmofshelterbeltalongtheancientwallinthepastsixyears.    人民网北京1月5日电(记者吴亚雄)1月4日,孙燕姿发布一条微博:“王菲是我永远的偶像。从外贸来看,今年前11月,全国进出口21.8万亿元人民币,下降1.2%,降幅持续收窄,尤其11月当月进出口均呈现较快增长,外贸结构持续优化,进口质量和效益进一步提升,我国外贸继续保持回稳向好态势。

——坚持问题导向、分类推进。三是精简表格,最大限度减少报表数量。  在外界看来,万科控制权大战终局将至。自2007年《快乐男声》首次进入公众视野,距今已经有10年时间。

实行超定额用水累进加价制度。严格源头控制,引导职业病危害严重的用人单位进行技术改造和转型升级。蓝瘦香菇SkinnybluemushroomAmanfromGuangxiZhuangAutonomousRegionuploadedavideoofhimselftalkingabouthismisfortuneexperienceinlove,particularlyhislonelinessafterhisgirlfriendwasaway.广西一名男子在女朋友离开后上传了一个自述孤独的视频,然而这名男子不幸的爱情成为网民们的笑谈.Hemoanedinhisheavyaccent,"Unbearable,Iwanttocry",whichinChineseis"Nanshouxiangku",andthesefourChinesecharacterssoundmuchlike"Lanshouxianggu",whichinEnglishis"skinnybluemushroom".他用浓重的口音说:"难受,想哭",汉语的书写是"难受,想哭",并且这几个汉字的读音听起来像"蓝瘦香菇",英语翻译为"skinnybluemushroom"."Lanshouxianggu"soonwentviralontheinternetandtookoffasameme,mostlyasawaytomockthesouthernGuangxiaccent.TheotherEnglishversionof"Lanshouxianggu"is"Bluethinmushroom".很快,"蓝瘦香菇"的表情包就在网上扩散开来,而且大多都在调侃广西南部的口音.另外一个"蓝瘦香菇"的英语版本是"Bluethinmushroom".RelatedNews:  进一步健全能源计量体系,深入推进城市能源计量建设示范,开展计量检测、能效计量比对等节能服务活动,加强能源计量技术服务和能源计量审查。

1.引言

无功发生器(StaticVarGenerator),简称SVG,是当前最先进的无功补偿技术,被广泛应用于电力、风电、冶金、煤炭等行业。

电力系统负荷中心动态无功支撑不足是我国电网长期存在的一个突出问题,对系统的安全稳定运行构成了严重威胁。无功发生器(SVG)是柔性交流输电系统(FACTS)的核心装置和核心技术之一,是FACTS第二代核心装置的典型代表。SVG并联于电力系统,具有无功双向流动、输出无功电流几乎不受系统电压变化的影响、响应速度快、谐波特性好等一系列优点,是继同步调相机、机械开关投切电容器(MSC)、接触器投切电容器(HVC)、晶闸管投切电容器(TSC)、磁控电抗器(MCR)、相控电抗器(TCR)等传统无功调节手段后,新一代的动态无功补偿设备。

2.SVG的工作原理及其与其他无功补偿装置性能的比较

无论何种结构的SVG,均可等效为电压源变流器(VSC)和换流电抗串联的结构,与系统并联使用,向系统注入连续可调的容性或感性无功电流,大小与系统电压无关。也有将其描述为静止的同步调相机。若VSC的输出电压为UC,系统电压为USSVG的基本原理是:控制UCUS同相位,当UC>US时,SVG向系统发出无功功率;当UCS时,SVG从系统吸收无功功率;当UC=US时,没有无功功率交换。考虑到SVG运行时本身的损耗,实际装置中UC往往滞后US一个小角度,如下表。

运行模式

波形和矢量图

说明

空载运行模式

UI=US,IL=0SVG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

UIS,IL为滞后的电流。此时SVG吸收的无功可以连续控制

与目前广泛应用的动态无功补偿设备静止无功补偿器SVC(一般指TCR型)相比,SVG具有更好的性能。

1)启动冲击小:启动速度快且冲击电流可限制在很小的幅值。

2)动态连续补偿:可以从额定的感性工况到额定容性工况连续输出,与固定电容器或电抗器组合可构成任意范围连续补偿。

3)响应速度快:具有510ms的快速输出无功特性,而传统的SVC响应时间一般在2040ms(太快可能引起电抗和电容器产生振荡)。

4)谐波特性好:SVG输出电流完全可控可以输出接近正弦的基波无功电流。特别的,链式结构的SVG,由于不需要连接变压器,而且等效开关频率高,可实现谐波补偿功能。而SVC在运行过程中会产生大量不可控的谐波电流,需要附带无源滤波支路来对自身产生的谐波电流进行滤波。

5)占地面积小:安装尺寸一般只有SVC1/2-1/3,还可以做成移动式装置,配置起来更加灵活。

6)损耗小效率高:SVG等效运行损耗一般只有SVC1/3-1/2,等效运行耗电量大大低于SVC

7)补偿能力强:SVG输出电流不依赖于系统电压,系统电压跌至20%仍可输出额定无功电流,而SVC输出电流与系统电压成正比下降。达到同等补偿效果SVG容量可以比SVC容量小20-30%。

8)可*性好:SVG可等效为一个可控电流源,对外部系统运行条件和结构变化不敏感,不易出现振荡现象。而SVC采用大量电容电抗器,当外部系统容量与补偿装置的容量可比时,会产生不稳定性而发生振荡。

各种无功补偿技术特性如下表所示:

\

SVG

SVC

MCR

HVC

TSC

能量模式

非储能式,损耗低(<0.8%

储能式,损耗大(3%

储能式,损耗大(3%

储能式,损耗低(1%

储能式,损耗大(3%

占地面积

适中

工程量

安装方式

户内组柜式

户外开放式

户外开放式

户外开放式

户内组柜式

响应速度

<5ms

<20ms

>60ms

>200ms

<10ms

运行范围

常规容量范围

-5050Mvar

150Mvar

150Mvar

150Mvar

12Mvar

谐波

谐波大

谐波小

闪变

抑制80%以上

50%以内

输出特性

调节电流,改善电能质量

调节阻抗,补偿无功

调节阻抗,补偿无功

调节阻抗,补偿无功

调节阻抗,补偿无功

低电压穿越能力

有源电流型补偿,低电压穿越性能好

阻抗型补偿,无低电压穿越能力

阻抗型补偿,无低电压穿越能力

阻抗型补偿,无低电压穿越能力

阻抗型补偿,无低电压穿越能力

噪声

较大

较小

适用场合

风电、冶金、化工、煤炭

风电、冶金、化工、煤炭

冶金、化工、煤炭、电气化铁路

冶金、化工、煤炭

冶金、化工、煤炭

3.SVG的作用及其工程应用

SVG用于电力系统主要起到如下作用:

1)节点电压控制:通过快速、连续地调节SVG无功输出,实时改善电力系统无功分布,进而实现在SVG装置容量允许范围内的节点电压控制,维持连接点的电压为给定值,提高电力系统电压的稳定性,改善电力系统的稳态性能。

2)提高电力系统暂态稳定水平,减少低压释放负荷数量,并防止发生暂态电压崩溃。

3)动态地维持输电线路端电压,提高输电线路稳态传输功率极限。

4)阻尼电力系统功率振荡,不仅可以阻尼低频的功率振荡,还可以阻尼次同步振荡和超同步振荡。

5)改善配电系统电能质量。

19801月世界首台SVG样机在日本投运以来,至2010年为止,国内外研制成功并投入商业运行的SVG装置有数百套,多数用于解决电压的波动和闪变、功率因数低等配电网电能质量问题,应用于输电系统的大容量SVG装置近二十套。大容量SVG的主电路结构经历了多重化、多电平、链式发展过程。

4.SVG的发展应用前景

近年来,SVG在电力系统中的应用受到了各级政府和电力行业的高度重视,显著提高了发展速度,SVG还以其优良的综合性能受到了广大工业用户的青睐,除电力行业外,在冶金、轨道交通、风电、矿山等行业和领域都有日益增长的需求,并已显现出良好的经济效益和社会效益。以SVG应用于电弧炉为例,效益:1)对供电系统,由于其响应速度快,可快速跟踪电弧炉的无功波动和谐波,从而稳定并提高系统平均电压,降低电压闪变和谐波电流;2)对电弧炉负荷,显著减少断弧现象,提高了冶炼效率,吨钢电耗量一般可减少10%以上,单炉冶炼时间也可缩短8%~15%,还可大大降低谐波过电压引发的电缆绝缘损坏频度,带来显著的经济效益。SVG技术已经成为柔性交流输电系统和现代工业无功补偿技术的领跑者。

5.SH-SVG简介

湖北三环发展股份有限公司拥有12年电力电子产品研发、生产、工程经验,2006年开始研发SVG产品,2009年第一台设备正式投运,期间通过了电力工业无功补偿成套装置质量检验测试中心及武汉高压所的型式试验,功率逆变单元阀和控制系统完全符合相关SVG国家、行业标准及电磁兼容性标准要求。

SH-SVG可接入635kV系统,接入35kV系统时需增配升压变压器,如下图所示。

SH-SVG由电抗器柜、功率单元柜、控制柜组成,其中升压变压器、滤波支路、保护柜、上位机可根据用户需求进行选配,如下图。

    SH-SVG被广泛应用于风电、冶金、水泥、煤炭等行业,其性能参数如下表。

电压等级

6 kV35kV

补偿容量

±100Mvar

结构形式

Y/Δ型级联式

控制响应时间

<5ms

单相功率单元串联个数

12

驱动板通信模式

2光纤

散热方式

风冷/热管/水冷

装置损耗

<1%(额定容量)

旁路方式

机械旁路(可选)

控制方式

电网电压控制

功率因数控制

电网电压、功率因数综合控制

恒无功控制

多机并联协调控制

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