动态无功补偿技术
动态无功补偿技术的应用现状及发展趋势
动态无功补偿技术的应用现状及发展趋势动态无功补偿技术是电力系统中的一项重要技术，它通过对电网中的无功功率进行控制和调节，能够提高电力系统的稳定性和可靠性。
本文将以动态无功补偿技术的应用现状及发展趋势为主题，对动态无功补偿技术的基本原理、应用领域、发展趋势等进行探讨。
一、动态无功补偿技术的基本原理动态无功补偿技术是通过控制电容器的接入和退出，实现对电网中无功功率的补偿。
当电网中存在较大的无功功率时，通过接入适量的电容器，可以提供无功功率，改善电网功率因数；而当电网中无功功率较小或为负值时，可以通过退出电容器来吸收多余的无功功率，维持电网的稳定运行。
二、动态无功补偿技术的应用领域动态无功补偿技术广泛应用于电力系统中，特别适用于以下场景：1.大型工业企业：工业生产中往往存在较大的无功功率，通过动态无功补偿技术可以改善电网的功率因数，降低电网的无功损耗，提高电力质量。
2.电力系统调度：电网运行中，由于负荷变化或电源接入退出等原因，电网中的无功功率波动较大。
通过动态无功补偿技术可以实时调节电网的无功功率，保持电网的稳定运行。
3.新能源接入：随着可再生能源的快速发展，如风电和光伏发电等，这些电源的接入会对电网的无功功率产生影响。
通过动态无功补偿技术可以有效控制电网的无功功率，提高电网的稳定性和可靠性。
三、动态无功补偿技术的应用现状国内外对动态无功补偿技术的研究和应用已取得了显著的进展。
在国内，动态无功补偿技术已广泛应用于电力系统中，取得了良好的效果。
许多大型工业企业和电力系统调度中心都采用了动态无功补偿装置，有效提高了电网的稳定性和可靠性。
在国外，欧洲、美国、日本等发达国家也广泛应用了动态无功补偿技术，并在此基础上进行了深入研究，提出了一系列的改进措施和新技术，如自适应控制、多级补偿等，进一步提高了动态无功补偿技术的性能和可靠性。
四、动态无功补偿技术的发展趋势随着电力系统的规模不断扩大和负荷特性的变化，对动态无功补偿技术提出了更高的要求。
无功补偿技术在新能源储能系统中的应用
无功补偿技术在新能源储能系统中的应用随着能源需求的不断增长，传统能源资源逐渐减少。
因此，新能源储能系统的发展变得尤为重要。
无功补偿技术作为新能源储能系统中的一项关键技术，具有非常重要的应用前景。
本文将重点探讨无功补偿技术在新能源储能系统中的应用，包括无功补偿技术的基本原理、应用实例以及未来发展趋势。
一、无功补偿技术的基本原理无功补偿技术是一种通过改变电力系统的无功功率，来提高系统的功率因数，从而提高系统的效率和稳定性的技术手段。
它通过投入无功电流或者容性功率来补偿电力系统中的感性或者容性无功功率，以实现功率因数的调整。
无功补偿技术可以分为静态无功补偿技术和动态无功补偿技术两类。
静态无功补偿技术主要是通过静态无功补偿装置，如静态电容器、静态无功发生器等来实现。
动态无功补偿技术则主要通过动态无功补偿设备，如STATCOM（静止同步补偿器）等来实现。
二、无功补偿技术在新能源储能系统中的应用实例1. 无功补偿技术在风力储能系统中的应用风力储能系统在风能不稳定的情况下，容易产生感性无功功率，从而影响系统电压的稳定性和功率因数的合理性。
为了解决这一问题，可以利用无功补偿技术对风力储能系统进行调整和优化。
通过在风力储能系统中投入静态无功补偿装置，在风力发电机组和电网之间实现无功补偿，可以有效提高系统的功率因数，降低传输损耗，提高电网质量。
2. 无功补偿技术在光伏储能系统中的应用光伏储能系统在晴天充电、多云或夜间放电的过程中，也会产生感性或容性无功功率。
为了解决这一问题，可以在光伏储能系统中引入无功补偿技术。
通过利用静态无功补偿装置，对光伏储能系统中的无功功率进行补偿，可以提高系统功率因数，减少无功功率的损耗，提高系统的运行效率。
3. 无功补偿技术在电动汽车储能系统中的应用电动汽车储能系统在充电和放电的过程中，会产生一定的无功功率。
为了保证电动汽车储能系统的运行稳定性和电网质量，需要引入无功补偿技术。
通过在电动汽车储能系统中安装静态无功补偿装置，可以补偿无功功率，提高功率因数，从而确保系统的稳定运行。
{技术规范标准}动态无功补偿与谐波治理装置技术规范书
{技术规范标准}动态无功补偿与谐波治理装置技术规范书技术规范标准是为了保证产品的质量、安全、可靠性和互操作性，涉及到产品设计、制造、安装、使用和维护等各个环节的规范。
动态无功补偿与谐波治理装置是一种用于电力系统中的设备，可以根据电力系统的负荷变化，动态地调整无功功率和谐波电流，以提高电网的稳定性和电力质量。
为了确保动态无功补偿与谐波治理装置的安全和性能，制定了相应的技术规范书。
技术规范书的内容一般包括以下几个方面：1.设计要求：规定了动态无功补偿与谐波治理装置的设计要求，包括输入电压范围、输出电流范围、响应时间、效率等参数要求。
2.产品结构与材料：规定了动态无功补偿与谐波治理装置的结构和材料要求，包括外壳材料、散热结构、连接器、电子元器件等。
3.性能要求：规定了动态无功补偿与谐波治理装置的性能要求，包括静态无功补偿能力、动态无功补偿能力、谐波治理能力、稳定性等。
4.试验方法与检测要求：规定了动态无功补偿与谐波治理装置的试验方法和检测要求，包括输入输出电压电流测量、响应时间测量、效率测量、稳定性试验等。
5.安装与调试：规定了动态无功补偿与谐波治理装置的安装和调试要求，包括接线要求、接地要求、防雷要求等。
6.使用与维护：规定了动态无功补偿与谐波治理装置的使用和维护要求，包括使用环境要求、维护周期、维护内容、故障排除等。
制定技术规范标准的目的是为了保证产品的质量和性能，促进行业的健康发展。
技术规范标准的制定需要充分考虑市场需求、技术发展和国家政策等因素，同时也需要与相关的国际标准保持一致，以便于产品在国际市场上的竞争。
动态无功补偿与谐波治理装置技术规范书的制定是为了推动电力系统的能效化和智能化发展，提高电力系统的稳定性和电力质量。
通过定期修订和更新技术规范标准，可以适应技术的发展和市场的需求变化，促进技术的创新和应用。
变压器 动态无功补偿
变压器动态无功补偿
变压器的动态无功补偿是一种用于改善电力系统功率因数和电能质量的技术。
它通过在变压器的低压侧或高压侧接入无功补偿装置，实现对无功功率的实时补偿。
动态无功补偿的主要作用包括：
1. 提高功率因数：无功补偿装置可以向电网提供无功功率，减少无功功率的流动，从而提高系统的功率因数。
这有助于减少电网的无功负担，降低电网损耗，提高电网的传输效率。
2. 稳定电压：无功补偿装置可以对系统中的无功功率进行快速响应和补偿，有助于稳定电网电压。
它可以减少电压波动和闪变，提高供电质量，保护电气设备的正常运行。
3. 节能降耗：通过提高功率因数，减少无功功率的流动，可以降低电网的电能损耗。
这有助于节约能源，降低电力成本。
4. 改善电能质量：动态无功补偿可以抑制谐波，减少无功电流引起的谐波污染，提高电能质量。
它有助于保护电气设备免受谐波干扰，提高设备的运行效率和寿命。
在实际应用中，动态无功补偿通常采用电容器组、电抗器、静态无功发生器（SVG）等装置来实现。
这些装置可以根据电网的无功需求自动进行补偿，实现无功功率的快速调节和平衡。
需要注意的是，在选择和应用动态无功补偿装置时，应根据具体的电网条件、负载特性和补偿要求进行综合考虑，以确保补偿效果和系统的安全稳定运行。
同时，定期的维护和监测也是确保无功补偿装置正常工作的重要环节。
无功补偿技术的标准与规范研究
无功补偿技术的标准与规范研究无功补偿技术作为电力系统中的重要组成部分，对于提高系统的功率因数和稳定运行具有重要意义。
为了确保无功补偿技术的安全、稳定和高效运行，制定相应的标准与规范是必不可少的。
本文将探讨无功补偿技术的标准与规范，包括其概念、分类、应用以及标准制定的必要性。
1. 无功补偿技术概述无功补偿技术是指通过电气设备对电力系统中产生的无功功率进行补偿，以提高系统的功率因数，并减少能源损耗。
无功补偿技术可以分为静态无功补偿和动态无功补偿两大类。
静态无功补偿主要通过电容器和电抗器进行，而动态无功补偿则主要依靠电力电子器件和控制系统实现。
2. 无功补偿技术的分类根据运行方式和控制策略的不同，无功补偿技术可分为传统无功补偿技术和先进无功补偿技术。
传统无功补偿技术包括固定补偿和自动补偿，主要通过静态装置进行无功补偿。
而先进无功补偿技术则采用了动态装置和先进的控制策略，可以根据电力系统的实际需求进行精确调节。
3. 无功补偿技术的应用无功补偿技术广泛应用于电力系统、工业生产和商业建筑等领域。
在电力系统中，无功补偿技术可以提高系统的功率因数，减少线路电流，改善电压质量，提高电网的稳定性。
在工业生产中，无功补偿技术可以减少电机和变压器的额定容量，提高装置的效率和经济性。
在商业建筑中，无功补偿技术可以改善供电质量，减少电费支出。
4. 无功补偿技术标准的制定制定无功补偿技术标准的目的是为了统一技术要求，确保设备的安全可靠运行。
无功补偿技术标准应包括技术参数、测试方法、运行要求等内容。
标准制定应依据国家和行业相关法规以及技术发展趋势，充分考虑设备的稳定性、可靠性和经济性。
5. 无功补偿技术规范的制定与标准不同，无功补偿技术规范更加详细和具体，包括设备选型、设计、制造、安装、调试和运营管理等方面。
规范的制定应考虑到工程实践中的经验总结和技术创新，以确保设备在实际应用中能够达到预期的效果。
结论无功补偿技术的标准与规范的制定对于保障电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
无功补偿技术培训-动态补偿
3.3 动态无功功率补偿的原理
系统、负载和补偿器 的单相等效电路图：
U0
反映系统电压与无功功率动态补偿关系的特
性曲线如图：
完全补
U
偿
C
U0
B
A
Z=R+jX
QL
Qr
系统电压U Q
Qr
QL
补
负
偿
载
器
QA
Q
投入补偿器之后，系统供给的无功功率
为负载和补偿无功功率之和，即：
Q QL Qr
系统的特性曲线可以近似用下式表示：
IC
0
IL
I
QC
QL
Q
Us为等效前连接点处未接 补偿器时的电压。
Uref为电压值等于系统的正常工作电压，补偿 器未接且负载 无功功率不变时的供电电压。
★无功补偿器所吸收的无功功率：
Qr
U sUref Xs
★一台可吸收无功功率Qr的补偿器，可以补偿的系统电压变化为：
U s
X sQr U ref
3.3 动态无功功率补偿的原理
3.2 动态无功功率补偿的主要功能
1、改善功率因数 可以对动态无功负荷的功率因数进行校正。不但能把平均功率因数补偿
到所需的值，而且使动态功率因数保持在一定的范围内。
2、改善电压调整 能通过发出和吸收无功功率来提高电压和降低电压，防止过电压和欠
电压。
3、减少电压波动 由于反应迅速，所以能补偿快速变化的电压波动，减少电压闪烁，如
与理想补偿器相比，所 需吸收的无功功率减小
连接点电压并不像理想补偿时那 样保持原正常值不变，而是变化了
U
U s
Xr Xs Xr
3.3 动态无功功率补偿的原理
动态无功补偿设备(SVG)技术协议(标准)
DL/T 677-2009《发电厂在线化学仪表检验规程》
Q/RX 220-09 包装标准。
《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》 国家电网公司
其它有关的现行标准。
以上标准应执行最新版本,当上述标准与现行标准不一致时按高标准执行。如果本技术协议有与上述规程、规范和标准明显抵触的条文，供方应及时通告需方进行书面解决。
3。本技术协议将作为订货合同的附件，与合同具有同等的法律效力.本技术协议未尽事宜,由合同签约双方在合同谈判时协商确定。
4。供方保证提供的产品符合安全、健康、环保标准的要求。供方对成套设备（含辅助系统与设备）负有全部技术及质量责任,包括分包(或采购)的设备和零部件。
5.本技术协议提出了对SVG技术参数、性能、结构、试验等方面的技术要求。
GB/T 12325-2008《电能质量 供电电压偏差》
GB 12326—2008《电能质量 电压波动和闪变》
GB/T 14549-1993 《电能质量 公用电网谐波》
GB/T 15 14285—2006《继电保护和安全自动装置技术规程》
GB 50217-2007《电力工程电缆设计规范》
7）电压波动
去除背景电压波动后，在电网公共连接点110kV母线的电压波动d％≤1.5%，中华人民共和国国家标准《GB 12326-2008 电能质量 电压波动和闪变》的要求。
8） 功率因数
110kV母线考核点的实时功率因值高于0。95(无过补).
9) 电压偏差
电压偏差须满足中华人民共和国国家标准《GB/T 12325—2008电能质量 供电电压偏差》的要求。
3。通讯功能
控制器具有和上位机通讯的标准化接口。同时控制具备与变电站综合自动化联网的功能,高压开关柜的合闸、分闸及状态监控在变电站后台保护上实现。
无功补偿技术培训-动态补偿
故该补偿器可以补偿的电压下降为
3.3 动态无功功率补偿的原理
★例： 吸收50Mvar容性无功功率时补偿器电压下降0.05pu ，则：
当电源电压下降5%时补偿器所吸收的容性无功功率为： 当电源电压上升5%时补偿器所吸收的感性无功功率为：
3.3 动态无功功率补偿的原理
可见 ，所需容量分别比理想补偿器所需容量减小了一 半 。但是连接点电压也不能像理想补偿那样保持恒定 。 当系统电压下降5%时 ，连接点电压下降2.5%； 而当系 统电压上升1%时 ，连接点电压上升0.5%。
3.2 动态无功功率补偿的主要功能
1 、改善功率因数 可以对动态无功负荷的功率因数进行校正 。不但能把平均功率因数补
偿到所需的值 ， 而且使动态功率因数保持在一定的范围内。
2 、改善电压调整 能通过发出和吸收无功功率来提高电压和降低电压 ， 防止过电压和欠
电压。
3 、减少电压波动 由于反应迅速 ， 所以能补偿快速变化的电压波动 ， 减少电压闪烁 ，
工作原理： ※在过励磁运行时 ， 向系统供给无功功率而起无功电源作用 ， 能提高
系统电压； ※在欠励磁运行时 ， 它从系统吸收无功功率而起无功负荷作用 ， 可降低系
统电压。
优点 :能根据电压平滑地调节输入或输出的无功功率。
缺点 :有功损耗大 、运行维护复杂 、响应速度慢 ， 小容量的调相机每kVA容 量的投资费用比较大 ，近来已逐渐退出电网运行。
的电压— 电流特性 系统无功负载正常时的工作点（A） :
系统无功负载正常时的特性与补
偿器特性都交与纵轴上电压为Uref的
点统。无功需负补载偿增器大提时供：无 功 功 率 。
假设没有补偿器而无功负载增大至 特性l 2 ， 则系统工作点变为纵轴与l 2 的 交点B； 采用理想补偿器C点； 实际 补 偿器D点。
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UI
UI jxIL
IL
UI Us , Qs 0
SVG的各个组成部分
断路器
逆变器
DSTATCOM
逆变器
变压器
电容器
A
B
C
电力系统中的大功率电力电子
用电力电子开关（无触点）代替传统机械开关 ❖ 用电力电子装置来控制 P，V & Q ❖ 换流装置并联/串联接入系统 ❖ 快速AC/DC或者DC/AC变换
❖ 考虑包括发电机在内的动态无功热备用的影响。 ❖ 采用STATCOM和其它措施的效果。
北京地区稳定计算结果举例（2005） 重要输电走廊经不住N-2考验：大房线双回断开，功
率大量转移到神头—保北单回线路，造成北京环网电 压降至0.7pu。
线路名称
故障 情况
达旗－永 圣域
永圣域－ 丰镇
双回 断开
稳定 情况
➢ SVG有很快的动态响应速度(小于5ms)；在防止电压崩溃， 抑制系统的功率振荡和提高系统稳定性方面，SVG有最好 的效果；
➢ 使用得当，SVG每kvar的输出约能提高0.5-0.7 kw的暂态 稳定极限值。
SVG的功能
✓ 动态无功/有功补偿 ✓ 功率因数校正 ✓ 提高平均馈电电压 ✓ 削弱谐波 ✓ 抑制电压闪变 ✓ 维持三相平衡
暂态电压崩溃可能性数字仿真效验(结果供参考）
❖ 对电网中所有500kV线路和部分重要220kV线路进行了 “N－1”和“N－2”的故障考核。
❖ 对于直流输电线路，考虑双极闭锁故障造成的潮流转移和 直流进行功率短时提升而引起的暂态电压稳定问题进行考 核。
❖ 考虑负荷突增时系统的暂态电压稳定性。
❖ 考虑励磁和调速的影响，改变原有的静态负荷模型，考虑 不同比例恒电抗 / 恒电流 / 恒功率的影响，考虑不同比例 电动机的影响。
接在覆盖大量电动 机负荷的较低的电压侧
实行分时 分质电价
APF 储能 分布 电源
动态无功补偿技术
动态无功补偿的应用范围
❖ 输电系统补偿：110-500kV变电站
大负荷中心，传输线枢纽点
❖ 用户侧无功补偿：380-35kV配电网
减少380V系统中的无功电流分量，降低线损，提 高电能质量
❖ 冲击负荷（无功负荷大、有谐波分量）
SVG是电流可控型装置， 对系统参数不敏感，不会发生谐波放大的情况，根 据需要，还可以补偿谐波电流，起到抑制谐振的效 果。
❖ 输出特性好： STATCOM控制电流的变化，输出电流不依 赖于电压，表现为恒流源特性，因此系统电 压变低时，同容量STATCOM可以比SVC提 供更大的补偿容量。
失稳
备注
存在500/220kV高低压电磁环网，功 率转移至低压线路，仍与京津唐相 联，造成北京环网故障后电压降低
至0.7。
大同二厂 －蔚县
蔚县－房 山
双回 断开
失稳
存在500kV的高压环网，功率大量 转移，超过一回线路的稳定极限，
造成北京环网电压降低至0.7
北京重要负荷点经不起较大负荷突增考验
❖ 突增负荷方式为3s－5s时在王 府井等主要负荷点增加130＋ j260MVA负荷 ❖ 在老君堂、王四营和西大
动态无功补偿技术及其应用
内容
1.动态无功补偿的意义 2.动态无功补偿技术 3.国外SVG应用情况 4.国内SVG发展情况 5.电力系统大容量SVG方案
动态无功补偿的意义
纽约三次大停电事故
时间 2003.8.14
事故名称
美国东北 部大停电
损失情况
整个系统损失61,800 MW负荷，停电范围 超过二万四千平方公里，受影响区域的人 口达 5000万。单纽约地区停电29小时， 最多切除负荷6180万千瓦，商业营业和食 品损失10.5亿美元，间接损失300亿美元。
1日
事故
发生大停电事故，停电持续约4个小时。
马来西 亚
1996 年 8 月 马来西亚大停电 北部为受电系统，由于机组纷纷解列，有功缺额高达2143MW，而低
3日
事故
频减载容量仅为1580MW，16秒后系统崩溃。
2000年以来清华与有关单位合作对京滬穗三大中心负荷区 及所在电网进行了较详细的探索性的
1977.7.13 1965.11.9
纽约大停 电事故
美国东北 部大停电
停电时间达25h，停电引起贫民区纵火与 抢劫，华尔街计算机停电，损失价值超过 百万人小时。
最长停电时间达13h，影响居民3000万人， 直接经济损失达1亿美元。
国家
美国 美国 美国
意 大 利
意大利
国外近期发生的其他停电事故
发生时间 事故名称
SVG的工作原理
Us
Us
负荷3
(冶金)
Us UI IL
Qs
系统电压
UI Us
补偿器产生的电压 x IL
补偿器电流
UI 逆变器
UI Us
x
等值电抗
IL
Qs
UI
Us x
Us
Us UI
IL Us jxIL UI
UI Us , Qs 0
U I Us , Qs 0
Qs 送往系统的无功功率
Us
IL
Us
SVG与SVC的比较
SVC
SVG
能量模式 储能式，损耗大（1%-1.5%）
占地面积 占地大
响应速度 >100ms
Uac
运行范围
谐波特性 谐波大
Icapacitive
谐振特性 并联滤波器， 易造成系统谐振
Iinductive
运行特性 调节阻抗
非储能式，损耗低（< 1％）
占地减小2/3到一半
Uac
< 5ms
机械式开关
实现开关动作由快到慢的飞跃
开关频 率
开关过程 20 - 80 ms
Thyristor
50/60 Hz
GTO
< 500 Hz
IGBT
> 1000 Hz
电力电子是当代高技术成果重要体现
4.5kV/4kA GTO
4.5kV/4kA GTO 管芯直径仅约10cm
1.7kV/1.2kA IGBT
SVG 特点
望各安装50Mvar STATCOM时的 电压动态过程
上海电网接线示意图
上海网仿真举例 — 黄渡区内故障
❖ 500kv黄渡至石牌线路 中一回停运，另一回短 路断开，电压崩溃
❖ 西郊和黄渡各安装 50MVar的STATCOM一 台，则区内全部电压恢 复至0.8pu以上
千万千瓦输广东，南方电网将面临复杂的稳定问题
事故描述
1996 年 8 月 美国西部网大停 系统解列成四个孤岛，事故影响9个州750万用户
10日
电
1996 年 7 月 美国西部网大停 系统解列成五个孤岛，事故影响14个州200万用户
2日
电
1994 年 12 美国西部网大停 系统解列成东西南北四个大岛，1min后东部和中内华达又形成了一个
月14日
铁路牵引变电站，电弧炉，油国，轧钢厂，铝厂， 整流负荷等（大功率交交变频）
动态无功补偿的发展
各种形式的无功补偿器
❖ 机械开关投切电容器及电抗器 断续调节
❖ 晶闸管投切电容器和电抗器
连
❖ 同步调相机
续
❖ 静止无功补偿器－SVC
调
❖ 新型静止无功发生器－SVG
节
（STATCOM）
Static Var Compensator：静止无功补偿器
❖ TCR噪声大，占地面积大 ❖ 晶闸管的冷却系统必须带电运行，只能用纯
水（运行维护成本高）或热管（效率低）
静止同步补偿器 —SVG
❖ SVG简介
SVG是用于输配电系统 的高性能动态无功补偿 器，其实质是一个可控 同步电源。
它无需调相机那样的旋转机械，故称为静止同 步补偿器(STATic synchronous COMpensator)。
❖ SVG的占地面积比同容量的SVC减少2/3到 50%。
SVG与SVC输出特性比较
电压
1.0 SVC
SVG
0.2
无功电流
SVC是阻抗型补偿装置， 对系统参数很敏感，当SVC参数配置不合理、或者 一段时间后，系统参数发生变化，很容易引起系统 谐振或谐波电流放大，这也是一些SVC经常运行不 正常的重要原因之一。谐振或谐波电流放大不仅危 害SVC自身的设备安全，对系统其他设备的安全也 是隐患。
SVC DSTATCOM
40 t (ms)
。SVC装置响应速度较慢，不能迅速补偿无功，调节电压，增大SVC的
容量并不能显著改善其动态补偿的效果。
。日本热工委员会的实测曲及辽阳某钢厂电弧炉实测曲线如下
闪变改善率 K（％）
100
80
τ = 5ms
60
τ = 10ms
40τ = 15ms Nhomakorabea20
τ = 20ms
基于TCR的SVC
Q
--------
上一世纪的技术
TCR
TSC1
TSC2
Filters
70年代以来 世界电力系
统应用已逾
180台，我 国500KV 输电系统运
行6台， 全为进口。
静止无功补偿器(SVC，Static Var Compensator)
常见的SVC 装置有以下几种形式： 1. 饱和电抗器 (Saturated Reactor, SR)：结构简单，运行
4.三广直流双极停运也可能 会造成因珠江三角洲电压 下降而使南方电网失稳；
5.可见根本问题是受端电压 支撑不够又系统联系薄弱！
未来大中心负荷区受电系统设
想
远距 发端
动补
串补
远距 发端