静止无功补偿器SVG发展及应用
2024年无功补偿SVC SVG市场发展现状

2024年无功补偿SVC SVG市场发展现状1. 引言无功补偿技术是电力系统中重要的调节手段之一,它通过无源电力电子器件实现对电力系统中的无功功率进行补偿,从而提高电力系统的稳定性和可靠性。
无功补偿技术主要包括静止无功补偿(SVC)和静止无功功率生成(SVG)。
本文将对2024年无功补偿SVC SVG市场发展现状进行分析。
2. 无功补偿SVC市场发展现状2.1 SVC市场概况SVC是一种能够稳定电力系统电压的无功补偿装置。
目前,SVC市场规模不断扩大,主要用于电力系统中的中压配电网和电邮。
SVC可提供快速无功补偿和电压调节,具有响应速度快、操作简单等特点。
2.2 SVC市场发展趋势随着电力系统对电能质量要求的提高,SVC在电力系统中的应用将会逐渐增多。
另外,SVC在新能源领域的应用也受到广泛关注,随着可再生能源的大规模接入电力系统,SVC可提供稳定的无功补偿,对于保障电力系统的稳定运行具有重要作用。
3. 无功补偿SVG市场发展现状3.1 SVG市场概况SVG是一种能够稳定电力系统电压和频率的静止无功功率生成装置。
目前,SVG市场规模逐渐扩大,并广泛应用于电力系统中。
SVG可根据实际需要主动调整无功功率,对于电力系统的稳定性和可靠性具有重要作用。
3.2 SVG市场发展趋势随着电力系统中电力负荷的变化以及可再生能源的快速发展,SVG市场将迎来更大的发展机遇。
SVG可提供快速有效的无功功率调节,使电力系统更加灵活可靠。
另外,随着电力系统中智能化技术的不断应用,SVG也将越来越智能化,并具备更高的可调节性和控制精度。
4. 无功补偿SVC SVG市场发展对比分析4.1 市场需求对比SVC和SVG都可以实现对电力系统中的无功功率进行调节,但其在市场上的需求有所不同。
SVC主要用于中压配电网和电邮,而SVG则广泛应用于电力系统中。
另外,随着电力系统的发展,对SVG的需求将会不断增加,而SVC的需求相对较稳定。
SVG静止同步补偿器在汽车船舶制造业、电气化铁路、铁道交通、油田、钢铁厂及港口设备等行业的应用

SVG静止同步补偿器在汽车和船舶制造等行业的应用行业特点:汽车制造行业中电焊机是必不可少的设备,由于电焊机随机性、快速性以及冲击性,使得负载变化非常快速、消耗了大量的无功电能,电能质量问题极其严重。
带来的不仅仅是谐波的问题,更为严重的是近乎实时的无功能量的消耗而产生了大电流的变化,导致电压的大幅度跌落,这些跌落会降低焊接质量、降低焊接生产线的能力、自动化程度很高的焊接机器人由于电压不稳定不工作。
另外,这些负载将会引发电压闪变故障,经常会超过传统补偿装置的限度。
SVG静止同步无功补偿装置的实时补偿系统会有下列的好处:提高焊接质量,减少废渣和返工,增加生产能力,减少电压闪变,加强设备的使用能力(最好地利用现有供电设施),降低维修费用。
SVG静止同步补偿器在医院、高层建筑或其它商业中心等的应用行业特点:很多医院、高层建筑或商业中心会被大楼内的电梯、空调、照明、通风风机、线路、变压器和加热器以及机房弱点系统等负载所影响,使得总的负荷水平不断变化。
而且现在的医疗中心、计算机和其他的敏感负载,都容易被传统补偿装置引起的火花所影响。
SVG静止同步无功补偿装置可以稳定设备负载,消除其它电力电子装置带来的火花,增加敏感设备的使用寿命,减少维修费用。
SVG静止同步补偿器在电气化铁路及轨道交通的应用行业特点:电气化铁路及轨道交通具有很长的输配电系统和快速变化的负载,导致了明显的电压降落和电压闪变。
产生大容量容性无功,功率因数低,抬高了线路末端电压,存在与系统谐振,明显降低了供电电网带负载能力,影响系统稳定性,降低设备使用寿命。
使用SVG静止同步无功补偿装置可完美解决上述问题,稳定电能供应,减少系统损失和维护费用,对电网提供电压支持,防止过低功率因数而罚款。
同时也是打造便捷、高效、节能、环保的轨道交通网络体系的重要内容,对保障安全运营和提高企业经济效益具有十分重要的意义。
SVG静止同步补偿器在中频感应加热炉的应用行业特点:中频感应加热设备是一种晶闸管变频装置,应用电磁感应原理,置工件于交变磁场中,产生涡流损耗而发热,达到透热、淬火等加热的要求,适用于铁路、冶金、汽车等行业的透热、锻造、弯管等热处理加工工艺。
静止无功发生器(SVG)的研究及应用的开题报告

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。
SVG无功补偿技术在矿井供电系统中的应用

SVG无功补偿技术在矿井供电系统中的应用摘要:近年来,随着电力系统的快速发展和煤矿行业的持续繁荣,矿井供电系统承担着越来越重要的角色。
然而,由于矿井深度较大、负荷波动大以及设备启停引起的电能质量问题等因素,矿井供电系统面临着诸多挑战。
为解决这些问题,静止无功发生器(SVG)无功补偿技术应运而生,成为优化矿井供电系统性能的重要手段。
本文主要分析SVG无功补偿技术在矿井供电系统中的应用。
关键词:煤矿;供电系统;SVG无功补偿;SVG监控系统引言随着矿井开采深度的增加和设备的不断更新,矿井供电系统所面临的电能质量问题日益突出,如电网电压不稳定、电流谐波含量较高等问题,严重影响了矿井内设备的安全运行和电网的稳定性。
为了解决这些问题,需要引入适当的电能质量改善技术,SVG无功补偿技术作为一种先进的电能质量改善技术,具有很强的实用性和推广价值。
1、SVG无功补偿技术概述SVG即直译为静止无功发生器,是一种有效改善电网无功功率因数和电压波动的电力电子设备。
SVG无功补偿技术利用现代功率电子器件和控制策略,能够快速、精确地提供无功功率,以及动态对电网电压进行调节,从而实现对电网功率因数和电压质量的精确控制。
SVG通过控制其输出的无功功率,可以对电网中的无功功率进行补偿,使得整个电网的功率因数保持在较高的水平,减少电网中的无功功率流动,进而提高电网的效率和稳定性。
SVG对电网电压进行动态响应,能够快速调节电压,抑制瞬态过电压和欠电压,提高电网的电压稳定性和质量。
SVG可通过对谐波电流的反向注入,实现对电网中谐波电流的抑制,有效减小谐波对电网和设备的摄入,提高谐波电流的纯度。
除了上述主要原理,SVG还具有快速响应、精确控制、大容量、占地空间小等优点。
在电力系统中,SVG无功补偿技术被广泛应用于提高电网的质量,优化电能利用结构,降低系统损耗,改善电压和频率的稳定性等方面。
2、矿井供电系统存在的问题矿井供电系统作为煤炭、矿石等矿产品生产的重要基础设施,面临着诸多电能质量问题。
关于静止无功发生器SVG产品及技术未来发展前景的总结及思考

一、传统的补偿的装置与新的补偿装置的对比分析(电容器与SVG产品)电力系统中的无功补偿是必需的,不是可有可无的。
无功补偿不足,会导致电网运行效率低下,甚至会导致电网电压崩溃。
因此供电部门要强制电力用户实施无功补偿。
目前的无功补偿,主要还是使用电容器,但由于谐波的影响,必须串联电抗器。
为什么要串电抗器呢,是因为目前的电网中普遍存在谐波,如果用纯电容器补偿的话,会导致谐波共振放大,不加电抗器是不行的。
原来的补偿电容器是没有串联电抗器的,电抗器笨重,而且电抗器的价格比电容器还要高,它的容量只是电容器容量的5%-7%,但它的价格甚至是超过电容器2-3倍左右;另外电抗器重,容易发热,而原来电容器轻便,廉价,但由于谐波的影响,必须加电抗器以后,电容器补偿的优势下降了。
本来一个电容器解决的问题,一个千乏10块钱,现在加了一个电抗器,要20块钱一个千乏,合计现在一个千乏就要30块钱,如果再加上开关,熔断器,投切装置等,一个千乏就要100多块钱了。
而且电抗器还有体积大、发热量大的缺点,因此电容器串联电抗器可以避免谐波共振问题,但要付出代价:损耗增加了,发热增加了,体积增大了,重量增加了,成本增加了。
另外,电容补偿器的快速响应的问题还是没有解决,快速响应的问题如何解决呢,原来是用机械开关投上去,切下来,现在变成用晶闸管(可控硅)这种固态开关来替代,这样可以加快响应速度。
但是电容器补偿都是以整个周波为基本单元,以20毫秒为基本单位,但实际上电容器补20毫秒是一种检测速度,再投上去至少也需要10个毫秒,这还是在它稳定的工作情况,再切下来也需要时间。
用电容器补偿至少是以百毫秒这个量级才可能有效,再小的话,它的副作用可能比正作用还要大。
因此尽管TSC(晶闸管投切电容器)的快速响应的问题改善了,但是仍然存在不足之处。
而且TSC的跟踪是阶梯状的,实际上无功的需求是连续变化的,阶梯变化是达不到精确的补偿要求的,况且这种阶梯状的投切本身就是对电网的一种扰动,尽管采取了各种技术措施来降低这种扰动,但不能完全消除。
2024年功补偿svc、svg市场前景分析

功补偿SVC、SVG市场前景分析引言在电力系统运行中,为了维持电压稳定、降低功率损耗以及改善电力质量,功补偿技术得到了广泛应用。
静止无功补偿设备(比如功补偿SVC和SVG)是最常见和有效的功率因数校正设备。
本文将对功补偿SVC、SVG市场进行前景分析。
1. 功补偿SVC和SVG的概述1.1 功补偿SVC功补偿SVC(Static Var Compensator)是一种能够快速响应并实施无功补偿的装置。
它由一个可控的静态变流器、电容和电感器组成。
功补偿SVC通过调整电容和电感器的电抗值,能够实时控制无功功率的输入和输出。
1.2 功补偿SVG功补偿SVG(Static Var Generator)是一种与电力系统相连接的设备,能够实时补偿电网中的无功功率。
功补偿SVG采用静态变流技术,能够实现快速无功补偿,并提高电力系统的稳定性和可靠性。
2. 功补偿SVC和SVG的市场需求2.1 电力系统负荷增长随着电力需求的增长,电力系统中的负荷也在不断增加。
功补偿SVC和SVG能够有效地满足这种增长带来的电力系统无功补偿需求,维持电压稳定和电网的可靠运行。
2.2 电力系统电压稳定性要求电力系统的电压稳定性对电力供应的质量起着至关重要的作用。
功补偿SVC和SVG能够快速响应电网中的电压波动,减少电压的偏离,并保持电网稳定运行。
2.3 电力系统功率因数校正需求功补偿SVC和SVG可以实时地响应电网中功率因数的变化,控制无功功率的输入和输出。
对于电力系统来说,维持合适的功率因数不仅能够减少电力损耗,还能够提高电网的效率。
3. 功补偿SVC和SVG市场前景3.1 市场规模和增长据市场调研机构统计,全球功补偿SVC和SVG市场规模正在逐年增长。
这主要是由于电力系统负荷增加、电压稳定性的要求提高以及对电力质量提升的需求增加所推动的。
预计在未来几年内,该市场将保持良好的增长势头。
3.2 技术进步随着科技的不断进步,功补偿SVC和SVG的技术不断提升。
2024年无功补偿SVC SVG市场前景分析

2024年无功补偿SVC SVG市场前景分析引言无功补偿是电力系统中非常重要的技术手段之一,其作用是提高电力系统的电压稳定性、容错能力和无功功率分配能力。
而静态无功补偿装置(Static Var Compensator,简称SVC)和静态无功发生器(Static Var Generator,简称SVG)作为无功补偿的两种主要技术手段,在电力系统中被广泛应用。
本文将对无功补偿SVC和SVG在市场中的前景进行分析。
1. 无功补偿SVC的市场前景分析SVC作为一种无功补偿装置,具有灵活性高、响应速度快、运行稳定等优点。
随着电力系统的不断发展,SVC在电网调度、能源利用等方面发挥着重要作用。
未来,随着电力负荷的增加、新能源的大规模接入以及电力系统对无功功率品质的要求提高,SVC市场前景广阔。
•需求增长:随着电力负荷的增加和新能源的快速发展,电力系统对无功补偿的需求将不断增长。
SVC作为一种高效率、高可靠性的无功补偿装置,将受到广大电力用户的青睐。
•国家政策支持:在一些发展中的国家,政府出台了一系列鼓励使用无功补偿设备的政策和措施,这将进一步推动SVC市场的发展。
•技术进步:SVC技术不断创新和发展,使其具备了更高的功率密度、更低的噪声、更好的动态性能等特点,这将进一步提高SVC的市场竞争力。
2. 无功补偿SVG的市场前景分析SVG作为一种电力电子装置,能够实时调整输出的无功功率,具有快速响应、无功功率可控、容量可扩展等优势。
在电网调度、电力质量改善等方面,SVG具有广阔的市场前景。
•新能源接入:随着风电、光伏等新能源的大规模接入电网,其电力质量问题成为关注焦点。
SVG作为一种高效的无功补偿装置,在解决新能源接入导致的电力质量问题上具有独特优势。
•电力质量改善:SVG能够实时响应电网电压变化,调整无功功率输出,提高电力系统的电压稳定性、降低电压波动等问题,因此在电力质量改善方面具有广泛应用前景。
•环境保护需求:SVG作为一种环保、高效的无功补偿装置,具有较低的能耗和无污染排放,符合当今社会对环保技术的需求。
静止无功发生器SVG在电力系统上的应用

静止无功发生器SVG在电力系统上的应用摘要:无功功率的实时快速及准确补偿在电网优化中具有重要的意义,传统的无功补偿装置难以满足现在电力系统的补偿需求。
本文介绍了静止无功发生器(SVG)的工作原理,通过引入一个SVG在电力系统上的应用实例,阐述了SVG系统的构成、控制策略以及功能实现。
关键词:静止无功发生器;无功补偿;控制策略1 引言随着电力电子技术的发展及相关负荷设备的大规模应用,电力系统对无功补偿设备的性能要求不断提高。
静止无功发生器(SVG),也被称为静止同步补偿器或静止调相机,是指采用全控型电力电子器件组成的桥式变流器来进行无功补偿的装置。
与传统的无功补偿装置相比,SVG具有补偿范围宽、响应时间快、补偿功能多样化、占地面积小等技术优势,代表了无功补偿技术和设备的发展方向。
2 SVG的工作原理SVG 的基本原理是将桥式变流电路经过变压器或电抗器接到电网上,适当地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,就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流,实现动态调整控制目标侧电压或者无功的目的。
根据直流侧储能元件的不同,SVG可分为采用电压型桥式电路和电流型桥式电路两种类型,目前使用的SVG大都采用电压型桥式电路。
图1是一种基于电压源型变流器的SVG系统的基本拓扑结构。
图1 SVG系统的基本拓扑结构如图中所示,SVG系统通过IGBT的通断将直流侧电压转换成交流侧与电网同频率的输出电压,相当于一个电压型逆变器,其交流侧输出接入电网。
因此,当仅考虑基波时,SVG可以等效为幅值和相位均可控的与电网同频率的交流电压源,通过交流电抗器连接到电网上。
通过改变SVG交流侧输出电压UI的幅值及其相对于电网电压US的相位,就可以改变连接电抗上的电压,从而控制SVG从电网吸收的电流IL的相位和幅值,即控制了SVG吸收无功功率的性质和大小。
具体工作原理如下:(1)如果 UI= US,SVG 不起任何补偿作用;(2)如果 UI > US,SVG输出的无功电流超前于电网电压,SVG 发出容性无功;(3)如果 UI< US,SVG输出的无功电流滞后于电网电压,SVG 吸收容性无功。
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静止无功发生器SVG 发展及应用目录1.电能质量 (1)2.无功补偿 (1)2.1.FACTS简介 (1)2.2.可调无功补偿技术方案 (2)2.3.有源滤波与静止无功补偿技术 (3)3.SVG介绍 (5)3.1.静止无功发生器主电路的拓扑结构 (5)3.2.静止无功发生器的基本工作原理 (6)3.3.常见的几种无功电流检测方法 (7)3.4.SVG和SVC优劣性比较 (8)4.SVG 的研究现状及发展趋势 (10)4.1.SVG 的国内外应用实例 (10)4.2.SVG 发展趋势 (11)4.3.SVG 应用范围 (12)1.电能质量交流输电功率包括有功功率和无功功率。
在有功功率不变的情况下,无功功率越大就会使功率因数降低,视在功率增大,从而需要增大发、输、配电设备的容量,增加投资和电力损耗费用;使输电线路电压降变大,不利于有功电力的输送与合理应用。
但如果无功储备不足将会导致电网电压水平降低,冲击性的无功功率负载还会使电压产生剧烈的波动,恶化电网的供电质量。
对于给定的有功分布,要想使无功潮流最小以减少系统的损耗,就要求对无功功率的流向与转移进行很好的控制。
随着电网的不断发展,对无功功率进行控制与补偿的重要性与日俱增:①输电网络对运行效率的要求日益提高,为了有效利用输变电容量,应对无功进行就地补偿;②电源(尤其水电)远离负荷中心,远距离的输电需要灵活调控无功以支撑解决稳定性及电压控制问题;③配电网中存在大量的屯感性负载,在运行中消耗大量无功,使得配电系统损耗大大增加;④直流输电系统要求在换流器的交流侧进行无功控制;⑤用户对于供电电能质量的要求日益提高。
因此,对电网的无功进行就地补偿,尤其是动态补偿,在输配电系统中十分必要。
随着现代电力电子技术的发展,大量的大功率整流、变频装置应用于电力系统,由于这些设备大部分功率因数较低,在工作过程中需要大量的无功功率,给国家电网带来了很大的额外负担,直接影响到了电网的质量。
电力电子装置本身还是一个谐波源,这些设备的大量应用使电网上的谐波污染日趋严重,严重影响了电力系统的供电质量,同时使系统留下严重的安全隐患。
2.无功补偿2.1.FACTS简介柔性交流输电系统(以下简称FACTS)是美国电力研究所(Electric Power Research Institule,EPRI)N.G.Hnigornai 博士于1986年首先提出。
它具有控制速度快、控制灵活、可靠性高、可连续调节、可迅速改变潮流分布等优点。
近年来成为电力系统稳定控制的一个重要研究方向。
目前,主要的FACTS 装置包括三大类。
第一类为并联装置,如静止无功补偿器(Static Var Compensator,SVC),它能够根据无功功率的需求自动补偿;静止无功发生器(Static Var Generator,SVG),它是最新出现的一种并联补偿装置,这是本文研究的主要对象。
第二类为串联装置,如静止同步串联补偿器(Static Synchronous Series Compensator,SSSC)、晶闸管控制串联电容器(Thyristor Controlled Series Capacitor,TCSC)等。
第三类为混合装置,如统一潮流控制器(United Power Flow Conrtollor ,UPFC)相间潮流控制器(Interphase Power Controller,IPC)等。
图2.1 无功补偿装置发展概况传统的静态无功补偿装置是无功补偿电容器,它具有结构简单、经济、方便等优点。
但是,它的阻抗是固定的,不能跟随负荷无功需求变化,也就是不能实现对无功功率的动态补偿。
且目前由于电力公司推行无功“返送正计”,即过补偿视为欠补偿,不可调的静态无功补偿会使功率因数大幅下降,所以要研究可调无功补偿技术。
2.2.可调无功补偿技术方案近几年,结合国外的先进技术,我国在无功补偿与谐波综合治理提出了许多可调无功补偿方案,无论哪种方案,都是力求基波下补偿牵引负荷感性无功功率,提高功率因数,并滤除(或抵消)指定谐波。
主要方案有:(1)真空断路器投切电容器。
最大的优点是简单、投资省;缺点是合闸时,投切滤波支路有一个暂态的过程,会产生过电流过电压,影响电容器及串联电抗器的可靠运行;切除滤波支路时,触头上恢复电压较高,有开关重燃的可能,多次重复击穿时,电容器上产生很高的过电压,致使设备损坏。
对电容器的投切冲击,IEC规定不超过1000次/年,加之开关寿命的限制,不能频繁投切,从而影响动态补偿效果。
(2)固定滤波器+晶闸管调节电抗器(TCR)。
固定滤波器按谐波要求设计,反并联晶闸管与电抗器串联,通过改变晶闸管触发角来调节流过电抗器的感性电流,使其与并联滤波器中多余的容性无功补偿电流平衡,满足功率因数要求。
优点是固定滤波器长期投入,需要的晶闸管数量少,响应速度快,调节性能好,缺点是TCR也产生谐波。
(3)固定滤波器+晶闸管调节变压器(TCT)。
用高漏抗变压器代替方案(2)中的电抗器即得到这种补偿方案。
由于高漏抗变压器制造麻烦,有功损耗大,这种补偿方案并没有得到广泛应用。
(4)固定滤波器+可控饱和电抗器。
调节饱和电抗器的饱和程度来改变流入回路的感性电流,使其与并联滤波器中多余的容性无功功率得以平衡,优点是固定并联滤波支路长期投入,不需投切,实现光滑可调,但同TCR一样要产生谐波,有损耗,噪声大。
(5)晶闸管投切电容器(TSC)。
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;滤波器某次谐波下偏调谐,兼滤该次谐波。
优点是损耗小,结构简单,速度响应快,不产生谐波,可以实现过零投切,不会产生像真空形状那样严重的过电压,缺点是每级都配相应的晶闸管,滤波效果受系统特性和投入组数的影响,一次性投资大。
(6)固定滤波器(FC)+调压电容器(TC)+调压电抗器(TL)。
通过调节降压变压器低压侧的母线电压来调节连接在低压母线上的滤波器或电抗器的电压,从而改变其无功出力。
调节时,用晶闸管通断,分接开关无载调节,可充分利用分接开关的机械寿命(达50-100万次)和晶闸管的电气寿命(理论上不受限制)。
在实际应用中,也可加装FC来提供稳定的无功功率和实现滤波。
(7)有源补偿器。
使用电力电子装置产生与负荷中谐波电流、负序电流相位相反的电流,使其相互抵消来满足电源的总谐波、无功电流的要求。
这种方案补偿灵活,调节速度快,不会与系统发生谐振,但因电力电子设备价格昂贵,尚未得到广泛应用。
(8)无源补偿器+有源补偿器。
采用有源滤波器产生与负荷中谐波电流相位相反的谐波电流,使其相互抵消来满足电源的总谐波电流的要求。
比较成功的是无源、有源混合滤波器,它能扬长避短,充分利用无源补偿的大容量和有源补偿的灵活性、可控性,但其结构复杂、造价高、运行费用高。
这一技术正在研究阶段。
2.3.有源滤波与静止无功补偿技术近年来国内外有关单位对装设补偿装置综合治理电能质量的问题进行了广泛的研究和试验,提出了许多方案,其中有的方案已在现场实施投运。
其中研究比较多的是有源滤波和静止无功补偿技术。
所谓静止无功补偿,是指不用旋转元件而用不同的开关投切电容器或电抗器,使其具有吸收和发出无功电流的能力,用于提高电力系统的功率因数,稳定系统电压,抵制系统振荡等功能。
静止无功补偿装置主要有晶闸管控制电抗器(TCR;Thyristor Controlled Reactor)、晶闸管投切电容器(TSC:Thyristor Switched Capacitor),这两种装置统称为SVC (Static Var Compensator),还有基于可关断器件的静止无功发生器(SVG:Static Var Generator)(1)晶闸管控制电抗器(TCR)两个反并联的晶闸管与一个线性电抗器相串联,其单相原理图如图2.2所示,其三相多接成三角形。
当触发角α=90°时,晶闸管全导通,此时电抗器吸收的无功电流最大;当触发角α=180°时,导通角σ=0°,此时电抗器无功电流为零。
图2.2 TCR补偿原理导通角与补偿器等效导纳之间的关系为:(2.2)触发角与导通角的关系为:(2.2)根据式(2.1)、(2.2)可知增大触发角α即可减小导通角σ,从而减小补偿器的等效导纳,这样就会减小补偿电流中的基波分量,所以通过触发角的大小就可以改变补偿器所吸收的无功分量,达到调整无功功率的效果。
由于单独的TCR只能吸收无功功率,而不能发出无功功率,为了解决此问题,可以将并联电容器与TCR配合使用,构成静止无功补偿器SVC(FC+TCR)。
(2)晶闸管投切电容器(TSC)为了解决电容器组频繁投切的问题,TSC装置应运而生。
两个反并联的晶闸管将电容器并入电网或从电网中断开,串联小电抗器用于抑制电容器投入电网时可能产生的冲击电流。
一般在补偿母线上设置几组合适的电容器支路(实际应用中一般设置成单调谐滤波器),TSC控制器根据牵引网电压与电流来计算需投入的电容器支路数量,按一定的寻优模式,通过晶闸管电子开关控制电容器支路的投入与切除,实现有级调节无功功率的目的,最终使得系统的功率因数保持在较高的水平。
为节约投资,实际应用中是将牵引母线电压通过协调变压器降到一定的电压水平。
TSC型静止无功补偿装置响应速度快,对无功电流有很好的补偿效果。
TSC装置一般与电抗器相并联,构成SVC(TSC+TCR),以电容器作分级粗调,以电感作相控细调。
(3)有源滤波器(APF)SVC 抑制谐波所采取的措施主要是将固定电容器支路设置为滤波器,滤除牵引负荷产生的3、5、7次谐波电流。
应该看到,此措施对抑制谐波有一定的效果,但为了防止系统产生谐振,在实际应用中滤波器不能完全调谐,因此效果有限,不能很好地滤除注入系统的谐波。
抑制谐波的一种趋势是使用APF。
根据与系统连接方式的不同,APF分为串联型和并联型两种形式,在实际应用中主要采用并联型APF。
并联型APF可单独使用,也可与无功补偿装置结合使用,其结合方式可与无功补偿装置并联,也可与无功补偿装置串联。
这种滤波器采用全控型器件,工作在电压源变流器模式,通过实时控制,对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿,补偿特性不受电网阻抗的影响,因而受到广泛的重视,已在日本、欧美等国家获准广泛应用,并取得良好的效果。
(4)静止无功发生器SVGSVG采用全控型器件。
由于工作在电压源变流器模式,它不需要大容量的电抗器和电容器等储能元件。
改变控制方法可使其发出的无功功率呈电容性,也可使其吸收的无功功率呈电感性,且可实现连续调节。
采用PWM控制或多重化的结构,使其输出电流接近正弦波,不需附加额外的滤波器具体结构。