各种无功补偿装置性能大比较
(整理)各种补偿装置的比较
4.3.4 各种补偿装置的比较1 动态无功补偿效果和应用SVC/STATCOM可以提供动态无功功率用以保证交流电压以满足并网要求，可以在几个周波内对交流电压的变化做出相应。
SVC/STATCOM 的快速响应特性可以减少系统故障时风电场电压跌落，增强了风电场的故障穿越能力；抑制电网故障清除后的过电压，降低由过电压导致的风电场切机的风险。
在正常运行方式下，恒功率因数控制的DFIG变速风电机组的运行特性与定速风电机组类似，只是无功功率需求量小于后者，所以采用SVC/STATCOM调解方案时，与用于图4-18中所示的定速风电机组风电场的调节效果相仿。
SVC/STATCOM等动态无功补偿设备最大的优点在于，电网故障期间可以提供快速无功支持，提高发电机机端电压，改善风电场暂态电压稳定性。
而基于DFIG变速风电机组的风电场也可以通过充分发挥风电机组自身控制系统的作用，改善风电场的暂态电压特性。
通过风电机组自身控制的作用不能满足系统要求时，采用SVC/STATCOM调节方案将具有更积极的作用。
基于永磁直驱（Permanent Magnet Synchronous,PMG）变速风电机组的风电场与基于DFIG变速风电机组的风电场有近似的运行特性，可采用相同的无功电压调节方案。
不过需要注意：PMG只与电网交换有功功率，基于PMG的风电机组与电网的无功功率交换由电网侧变流器完成，因此PMG发电机转速的变化不会对风电场的暂态电压稳定性造成直接影响；电网短路故障可能导致变流器闭锁，并切除风电机组，为了保证电网故障后的不间断运行，需要动态无功补偿设备的快速无功支持。
2 SVC 与STATCOM 的不同特点1）2） 无功功率特性在图4-13中，以补偿装置向系统输出的无功功率为负（即电感状态）时对应的电流为正，并有max max 0,0C L I I >>。
当系统在SVC 或STATCOM 装设点对无功功率的需求在补偿装置的额定容量之内时，SVC 与STATCOM 在功能上无优劣之分。
应用于输配电网的各种无功补偿方式比较
下 ： 同步发 电机 、 ① 同步 电动机 、 同步调 相机 ： 其原理 为根据 电网运
现许多异常现 象和故 障， 情况 目趋严重。 电力 系统 中无功功率的危 害主要有 以下几个方面 ： 影响 电网系统稳定运行 。无功功 率影响 ① 供 配电系统 中的继保装置的检 测 ， 容易使继保系统误动。 这样 ， 将严 重威胁供配 电系统的稳定与安全运行 ； ②影Ⅱ 向电网的电能质 量。无 功 功率能使 电网的 电压与 电流波形发生 畸变 ，使 得 电能质 量下降 ， 浪费 电网的供 电能力 ： 危害 配电设备。对于一些像变压器 之类 的 ③
不是连续 的， 属于 “ 有级 ” 节 ， 调 存在补偿 不及和过头 ， 同时其也仅 能 消耗感性无功 ， 因此， 也正在逐步被淘汰 。③静止 无功补偿器 Ｓ Ｃ Ｖ ： 静止无功补偿 器是 由晶 闸管所控制投切 电抗器和 电容器 组成 ， 由于 晶 闸管 对于控制信号 反应较 为迅速 ，而且通断 次数也可 以不受 限 制。当电压变化时静止补偿器能较快速、 平滑地调节 ， 以满足动态无 功补偿 的需要 ， 同时还能做 到分相补偿 ； 对于三相 不平衡负荷 及冲 感 性 负载 ， 无功 使 得 其 铜 损 和 铁 损 增 加 ， 响其 性 能 ； 影 同时 无 功 还 可 击负荷有较强 的适应 性 ； 然而 由于 晶闸管控 制对电抗 器的投切过程 能 使 得 一 些 诸如 接触 器 、 断路 器 等 电 力 配 电设 备 产 生 误 动 作 或者 器 中会产生 高次谐波 ， 为此需 加装专 门的滤波器 ， 同时晶 闸管属于 一 件 自身损耗 加大 ， 向 影Ⅱ 器件寿命 ； ④影响各种用 电设备。由于无功 的 种 半 控 型 器 件 ， 关 断 过 程 容 易 产 生 较 大 的 无 功 电 流 ， 且 其 对 电 其 而
矿用隔爆型动态无功补偿装置(SVG、TSC)的原理介绍及优缺点比较-1
矿用隔爆型动态无功补偿装置（SVG、TSC）原理介绍及优缺点比较一、原理简介1、静止无功发生器SVG（Static Var Generator）SVG的基本原理是，将电压源型逆变器，经过电抗器并联在电网上。
电压源型逆变器包含直流电容和逆变桥两个部分，其中逆变桥由全控型可关断的半导体器件IGBT组成。
BJS-500/1140型SVG原理简图工作中，通过调节逆变桥中IGBT器件的开关，可以控制直流逆变到交流的电压的幅值和相位，因此，整个装置相当于一个调相电源。
通过检测系统中所需的无功，可以快速发出大小相等、相位相反的无功，实现无功的就地平衡，保持系统实时高功率因数运行。
上图为SVG原理图，将系统看作一个电压源，SVG可以看作一个可控电压源，连接电抗器或者可以等效成一个线形阻抗元件。
表1给出了SVG三种运行模式的原理说明。
表1 SVG的三种运行模式运行模式波形和相量图说明空载运行模式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在中低压动态无功补偿与谐波治理领域得到越来越广泛的应用，其具有以下重要功用：● SVG可以补偿基波无功电流，补偿后功率因数可达到0.95以上，使被补偿网络的线电流下降30%以上，大大减小线路损耗，提升移动变压器带载能力，节能效果明显。
● SVG通过补偿基波无功电流，有效降低被补偿网络的无功突变，减小网络电压波动，抑制闪变，使供电电压更加平稳。
● SVG同时也具有有源滤波功能（APF），可对谐波电流进行补偿，能有效抑制被补偿网络中的5、7、11次谐波。
2、晶闸管投切电容器TSC（Thyristor Switched Capacitor）TSC的基本原理是按照一定的寻优模式，设计多组某次或某几次滤波器，基波下各支路呈容性，分级改变补偿装置的无功出力；滤波器某次谐波下调谐，滤该次谐波。
无功补偿装置的发展及性能比较分析
通密度 ， 进而改变绕组的电感值 以及补偿 的无功功率 从而稳定 电压 。ｓ Ｒ具有快速 、 可靠 、 过载能力强 、 产
图5atc0m原理图图3fctcr型svc装置图如图5为statcom的原理示意图其中直流侧为储能电容为statcom提供直流电压支撑gto逆msctcr型svc采用机械开关控制电容的投变器通常由多个逆变器串联或并联而成其主要功能入与切除只能在一些要求不高电容投切不频繁的是将直流电压变换为交流电压而交流电压的大小场合使用
力 系统 中的应 用情 况 ， 并提 出今后无功补偿技 术的发展 趋势 。
关键词 ： 电力 系统 ； 无功补偿 ； 静止无功补偿器 （ｖ ）静 止同步补偿器 （ ＳＣ；
０ Ｍ）
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｆＶ Ｒ ｏ ｅ ｓ ｔ ｎｔｃ ｎ ｌｇ ｎ ｐ ｗ ｒ ｙ ｔｍ ｉ ｓ ｍｍａｉｅ ｉ ｅａｌ ｈ ｒ ｃｐｅ ｄ ａ ｔｇ ｓａ ｄ ｓｒ ｃ ： ｈ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｏ Ａ ｃ ｍｐ ｎ ａｉ ｅ ｈ ｏｏ ｙｉ ｏ ｅ ｓ ｏ ｓ ｅ ｓｕ ｒ ｄ ｎ ｄ ｔｉ．Ｔ ｅ ｐ ｉ ｉｌ 。ａ ｖ ｎ ａ ｅ ｎ ｚ ｎ
近年来 ， 随着 中 国 电力 工业 的不 断 发 展 ， 大范 围 的高压输 电网络逐 渐形 成 ， 同时对 电 网无 功 功率 的要
无功功率， 补偿系统的无功功率。由于它供给的无功
功率 与节 点 电压 的平 方 成 正 比 ， 当节 点 电 压 下 降时 ， 它供 给 的无功 功率 反而 会减 少 ， 以静 电电容器 的无 所 功功 率调 节性 能较 差 。但 由于其 维护 较方 便 ， 容 装设 量可 大可 小 ， 可 集 中使 用 又 可 分 散装 设 ， 以 目前 既 所 仍 是 中 国采 用 的主要 补偿 装置 。 １２ 静止 无 功补偿 器 ． 静止 无功 补偿 器 （Ｖ ） 目前 基 于 灵 活 交 流 输 ＳＣ是 电系统 （Ａ Ｔ ） 术应 用最 广 泛 的无功 补 偿 装 置 ， Ｆ Ｃ Ｓ技 常
无功补偿装置的性能参数与指标解读
无功补偿装置的性能参数与指标解读无功补偿装置是一种重要的电力设备，用于管理和调整电力系统中的无功功率。
在现代电力系统中，无功功率是不可避免的，并且可能会导致诸多问题，如电压稳定性下降、效率低下、设备损坏等。
因此，无功补偿装置的性能参数与指标对于电力系统的运行和稳定至关重要。
本文将对无功补偿装置的性能参数与指标进行解读。
一、静态无功补偿装置（SVC）的性能参数与指标1. 静态无功补偿装置的基本性能参数包括无功容量、电压调制范围和响应速度等。
无功容量是指装置能够提供的无功功率大小，通常以千伏安（kVar）为单位。
电压调制范围表示装置能够在电力系统中调整电压的程度，一般以百分比表示。
响应速度是指装置从接收命令到实际调整无功功率所需的时间，常以毫秒（ms）为单位。
2. 静态无功补偿装置的指标包括无功补偿率和功率因数。
无功补偿率是指无功补偿装置所提供的无功功率与系统总无功功率的比值，通常以百分比表示。
功率因数是指电力系统中有功功率与视在功率的比值，它反映了电力系统的运行效率。
在静态无功补偿装置的作用下，功率因数可以得到显著改善，提高电力系统的效率。
二、动态无功补偿装置（DSTATCOM）的性能参数与指标1. 动态无功补偿装置的基本性能参数包括无功容量、电压调制范围、响应速度和谐波抑制能力等。
与静态无功补偿装置相比，动态无功补偿装置的无功容量通常更大，能够提供更高的无功功率。
电压调制范围表示装置对电压进行调整的幅度，响应速度表示调整电压所需的时间，谐波抑制能力表示装置对谐波电压的抑制效果。
2. 动态无功补偿装置的指标包括响应时间、跟踪能力和失控保护等。
响应时间是指装置从接收无功功率调整命令到实际调整所需的时间，它反映了装置的调节速度。
跟踪能力是指装置能否实时跟踪电力系统的无功功率需求。
失控保护是一种安全保护机制，用于防止装置失控或发生故障时对电力系统造成不利影响。
三、无功补偿装置的其他性能参数与指标除了上述提及的性能参数与指标外，还有一些其他的重要参数需要关注。
配电网四种无功补偿方式的比较
配电网四种无功补偿方式的比较电力系统中的电压与无功功率的状况密切相关，电力系统中的变化，特别是无功功率的变化，会使电力线路和变压器的电压损耗发生变化，并引起各节点电压的变化，随着电力系统装机容量的日益递增，而网络建设尤其是配电网的建设明显滞后，使10KV及以下配电网的损耗问题日益突出。
合理选择无功补偿方案和补偿容量，能有效提高系统的电压稳定性，保证电网的电压质量，提高发、输电设备的利用率，降低有功网损和减少发电费用。
标签：配电网；无功补偿；方式比较1配电及低压系统无功补偿种类无功补偿的补偿方式按照电压等级可分为高压补偿和低压补偿，其中高压补偿又分为一次侧补偿和二次侧补偿，低压补偿分为随机补偿、随器补偿和跟踪补偿。
按照投切方式可以分为静态补偿、动态补偿和动静相结合的补偿方式。
按照补偿地点划分可以分为四种，分别是：变电站高压补偿、线路分布补偿、变压器低压母线补偿和低压用户分散补偿。
每一种补偿方式都有自己的优势，必须结合农网的实际情况，进行综合对比。
按照“分层分区、就地补偿”这一原则，选用合理的无功补偿方案。
1.1变电站高压补偿变电站补偿是将电容器组连接在变电站的二次母线上，大多数采用静态补偿，也有投切方式的电容器组，但比较少。
开关设备主要选用断路器，对电容器组可实现较为完善的保护。
高压断路器的种类有油断路器、空气断路器、六氟化硫断路器、真空断路器和磁吹断路器，目前国内大多采用六氟化硫断路器，因为它的性能好，体积小，而且造价低。
由于农村变电站容量较小，因此，电容器组的安装容量大都在10000kVar以下，布置方式可专设电容器室或室外布置。
变电站补偿对农网的降损作用很小，但在下级补偿不够完善的情况下，它是保证总受电端功率因数达到考核标准的不可缺少的一种补偿方式。
高压补偿是无功平衡的一个重要组成部分，很多企业，尤其是是大中型企业存在很多高压负载，比如高压电动机、变压器、电炉等。
高压补偿的特点是电压高、补偿容量大，是低压的几倍到几十倍之多。
无功补偿的多种方式及各自的优缺点有哪些
无功补偿的多种方式及各自的优缺点有哪些无功补偿是指通过投入无功功率来改善电力系统的功率因数和电压质量。
无功补偿的多种方式根据实现的方法和装置的种类，可以分为静态无功补偿和动态无功补偿。
下面将对这两种方式及其各自的优缺点进行详细说明。
静态无功补偿常见的方式有电容补偿、电抗补偿和混合补偿等。
电容补偿主要通过并联接入电容器的方式进行，它能够提高电力系统的功率因数，提高电源的容量利用效率，减小线路功率损耗，并改善电压的稳定性。
电容补偿的优点有：1.无需响应时间，能实现快速无功补偿；2.功率因数改善明显，系统稳定性较好；3.维护成本低，装置体积小；4.可靠性高，寿命长。
但电容补偿也存在一些缺点：1.稳态补偿效果受负荷变化的影响较大；2.补偿效果受谐波干扰的限制；3.对电源电压波动敏感，需配合电压调整设备。
电抗补偿主要通过串联电抗器的方式实现，它能够提高电力系统的电压质量，改善电网稳定性，减小潮流损耗，提高电能质量。
电抗补偿的优点有：1.对电源电压波动不敏感，较适合对电力系统进行长距离补偿；2.补偿稳态性能好，可适用于任意负荷；3.能抵抗系统谐波干扰。
电抗补偿的缺点是：1.响应速度较慢，不能实现快速的动态无功补偿；2.在低频部分容易产生谐振问题；3.需要较大的设备体积和投资成本。
混合补偿通常综合了电容补偿和电抗补偿的优点，通过同时串联接入电容器和并联接入电抗器的方式进行补偿。
混合补偿的优点有：1.能够综合利用电容补偿和电抗补偿的优点，使补偿效果更好；2.适用于各种负荷类型和负荷变化的场合；3.能够抑制谐波，提高电压质量；4.稳态和动态补偿效果均较好。
混合补偿的缺点是：1.需要更大的设备容量，增加了投资成本；2.响应时间相对较长。
动态无功补偿是指通过高速的开关装置来实现无功功率的补偿。
常见的动态无功补偿装置包括静态无功发生器(SVG)、静止补偿装置(SSC)和可变补偿器(VSC)等。
动态无功补偿的优点有：1.响应速度极快，可以实现毫秒级的无功补偿；2.能够实现连续调整补偿功率，适应负荷变化；3.能够抑制谐波，提高电压质量；4.对电源电压波动不敏感。
风电场动态无功补偿装置性能分析与比较
风电场动态无功补偿装置性能分析与比较牛若涛(北京京能新能源有限公司内蒙古分公司,内蒙古呼和浩特 010070) 摘 要:近年来,随着风力发电接入电网规模的逐步扩大,风电场无功补偿装置的补偿能力和响应时间等参数越来越受到各方重视。
同时,随着电力电子技术的快速发展,应用于风电无功补偿装置的新材料新工艺也不断涌现。
文章简要介绍风电场无功补偿装置的发展历史,重点介绍目前常用的各种风电场无功补偿装置的工作原理和系统组成,对各种补偿装置的运行特性、主要参数进行了详细的分析与比较。
关键词:静止型动态无功补偿;SVC;T CR;SVG 中图分类号:T M7 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)23—0095—03 2011年是我国陆上风电产业继续发展的一年,仅内蒙古地区就增加吊装容量3736.4M W,累计容量17594.4M W。
随着区域性风电场开发容量的逐渐扩大,风电机组并网对系统造成的影响越来越明显。
国内目前的风电场大多采用感应式异步发电机,并入电网运行时需要吸收系统的无功功率。
在风电场集电线路母线安装无功补偿设备则可以提供异步发电机所需的无功功率,降低电网因输送无功功率造成的电能损耗,改善电网的运行条件。
本文结合目前风电场广泛使用的不同类型无功补偿装置的运行维护经验,从无功补偿装置的原理、系统组成及功能特性等方面进行了对比分析,得出了风电场最优的无功补偿配置方案。
1 无功补偿装置发展风力发电机组多数是异步发电机组,输出有功功率的同时,需要从电网吸收一定的无功功率,容易引起并网点的电压波动,通常采用在风电场集电线路母线上安装静止型无功补偿装置SVC(Static V ar Compensator)的方式进行治理。
SVC的发展历程大体可分为如下三个阶段:第一阶段:早期的并联电容器组静态补偿装置,用电容器补偿容性无功。
后来的磁阀式可控电抗器(M CR),采用直流助磁原理,利用附加直流励磁磁化铁心(自耦电抗器),改变铁心磁导率,实现电抗值的阶段性连续调整。
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阻抗最大 做到 85%
功率因数 0.95
和 TCR 型差不多
不会产生谐波，而且响应 速度快，不会产生冲击电
流。
高阻抗变压器制造复杂，谐波分量也略 大一些，价格较贵，而不能得到广泛应
用
分级多成本高，制造复杂，维护繁 琐
容量在 30Mvar 以上时价格较 贵，而不能得到
广泛应用 与 TSC 配合使 用在牵引变电
货，价格低，投资成本少， 冲击涌流和操作过电压，这样不但易造
无漏电流
成接触点烧焊，而且使补偿电容器内部
击穿，所受的应力大，维修量大
防止长线路在空载充电或 轻载时末端电压升高
不能跟踪补偿，为固定补偿
原材料消耗大，噪声大，震动大，补偿
动态补偿
不对称电炉负荷自身产生较多谐波电 流，不具备平衡有功负荷的能力，制造
中应用较多 分级先由可控硅在电压过零时 投入电容，再由磁保持交流接 TSC+ 触器触点并联闭合，可控硅退 MSC 出，电容器在磁保持交流接触
器触点闭合下运行 采用同时选择截止角β和导通 TCC 角α的方式控制电容器电流， 实现补偿电流无级、快速跟踪
技术指标
优点
缺点应用场合Fra bibliotek投切时间 10～30s
其补偿度 60% ~ 85%
相对于 TCR 型 SVC，其谐波水平、有 动无级调节，不产生谐波，
功损耗、占地面积都要小，但调节时间 可靠性高、维护简单，使
长，成本高，温升和噪音是需要控制的 用寿命长，应用电压等级
广泛
0.4～500kV 系 统，适用于冲击 性负荷：牵引变 电站，电弧炉， 轧钢机，造船厂
新型静 止无功 发生器
SVG
器
MSC
用断路器\接触器分级投切电 容
机械投 切电抗
器
自饱和 电抗器
晶闸管 投切电 容器
复合开 关投切 电容器
晶闸管 控制电 容器
并联在线路末端或中间，吸收 MSR
线路上的充电功率
依靠自饱和电抗器自身固有的 能力来稳定电压，它利用铁心 SSR 的饱和特性来控制发出或吸收
无功功率的大小 分级用可控硅在电压过零时投 TSC 入电容，在 380V 低压配电系统
的线路上
超高压输电线 路
需快速频繁投 切电容补偿的
用户
0.5s 左右 无涌流，不发热，节能
使用寿命短，故障较多，有漏电流
一般工厂/小区 和普通设备，无 功量变化大于
30s
20ms
价格低廉，效率非常高
产生谐波
低压小容量，非 常适合广大终 端低压用户
静止式 动态无 功补偿
SVC
高级动 态无功 补偿 SVG
调整时间 长，动态 补偿速度
慢
10～ 20ms
可双向/连续调节；能独立 调节励磁调节无功功率，
有较大的过载能力
其损耗、噪声都很大，设备投资高，起 动/运行/维修复杂，动态响应速度慢， 不适应太大或太小的补偿，只用于三相
平衡补偿，增加系统短路容量
不能快速跟踪负载无功功率的变化，而
控制器简单，市场普遍供 且投切电容器时常会引起较为严重的
中低压系统：电 力行业，指各大 电网公司、省电 力公司、各地的 供电公司电气 化铁道及城市 轨道交通行业 石化和天然气 行业钢铁与冶 金行业矿山造
船业
复杂，造价高
无涌流，无触点，投切速 晶闸管结构复杂，需散热，损耗大，遇
度快，级数分得足够细化， 到操作过电压及雷击等电压突变情况
基本上可以实现无级调节 下易误导通而被涌流损坏，有漏电流
适用于大容量 的系统中枢点
无功补偿
适用无功量比 较稳定，不需频 繁投切电容补
偿的用户
超高压系统 (330kV 及以上)
所
通过调整触发角的大小就可以 改变电抗器所吸收的无功分
量，达到调整无功功率的效果
40ms
可以实现较快、连续的无 功功率调节，具有反应时 间快、运行可靠、无级补 偿、可分相调节、能平衡
有功、适用范围广
结构复杂，损耗大，任何一只 SCR 击穿， 35kV 及以下
都会使晶闸管整体损坏；对冷却要求严 系统，与
滑调节
除较低次的谐波，并使较 高的谐波限制在一定范围 内；使用直流电容来维持 稳定的直流电源电压，和 SVC 使用的交流电容相
控制复杂，成本高，35kV 以上系统没 比，直流电容量相对较小，
有产品 成本较低；另外，在系统 电压很低的情况下，仍能 输出额定无功电流，而 SVC 补偿的无功电流随系
统电压的降低而降低
晶闸管 阀控制 高阻抗 变压器 晶闸管 投切电 抗器
晶闸管 控制空 芯电抗
器
磁控可 调电抗
器
TCT TSR+
FC TCR
MCR
让用电更清洁、更节能------江苏谷峰电力科技有限公司
通过调整触发角的大小就可以 改变高阻抗变压器所吸收的无 功分量，达到调整无功功率的
效果
分级用可控硅作为无触点的静 止可控开关投切电抗器
动态补偿装置 SVG 是基于大 功率逆变器的动态无功补偿装 置，它以大功率三相电压型逆 变器为核心，其输出电压通过 连接电抗接入系统，与系统侧 电压保持同频、同相，通过调 节其输出电压幅值与系统电压 幅值的关系来确定输出功率的 性质，当其幅值大于系统侧电 压幅值时输出容性无功，小于
时输出感性无功。
响应时间 10ms，从 容性无功 到感性无 功连续平
让用电更清洁、更节能------江苏谷峰电力科技有限公司 各种无功补偿装置的性能比较
大类 旋转式 无功补
偿
静止式 静态无 功补偿
静止式 动态无 功补偿
SVC
名称 型号
工作原理
同步发 电机/调
相机
欠励磁运行，向系统发出有功 吸收无功，系统电压偏低时， 过励磁运行提供无功功率将系
统电压抬高
机械投 切电容
格，设备造价、建设施工及运行维护费 FC/MSC/TSC
用很高，对维护人员要专门培训以提高 配合
维护水平；占地面积大，产生谐波等
采用直流励磁原理，利用附加 直流励磁磁化铁心，改变铁心 磁导率，实现电抗值的连续可 调，改变电抗器感抗电流，以 投入的电抗器感性无功容量变
化来补偿系统容性无功
300ms
功率因数达到 0.90～0.99 的要求，无功补偿容量自