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[电力系统无功补偿技术分析论文]电力系统无功补偿可起到

[电力系统无功补偿技术分析论文]电力系统无功补偿可起到

[电力系统无功补偿技术分析论文]电力系统无功补偿可起到电力系统无功补偿技术分析论文1稳态补偿和迅速跟踪补偿相结合的方式稳态补偿和迅速跟踪补偿相结合的方式,是目前电力系统无功补偿的一个新趋势,它对于一些大型的重工钢铁企业等用电量较大的工业用电有着很好的节能降耗作用,特别是在这种工业设备用电量大、负载变化频率快、波动的幅度大的情况下,其能够及时的进行跟踪无功补偿,具有较好补偿效果。

这种无功补偿的方法不仅给企业降低了能耗和成本,而且能够很好的扩充设备的容量,提高其功率效率,从而提高其生产产量。

2改进电力系统无功补偿的投切方式智能复合投切开关智能复合投切开关,其是结合了固态继电器与交流接触器的优点,并通过并联的方式连接,其很大程度上降低了能耗,还能够快速的进行投切。

机电一体智能真空投切开关机电一体智能真空投切开关,其是采用低压真空消弧空室和永磁的操作机构,其能够很好的适应电容器串联电抗回路的投切,且其具有使用寿命长,高可靠性的特点。

过发触发固态继电器投切开关过零触发固态继电器投切开关,其在投切过程中对电网无冲击、动态响应快、且无涌流出现,其使用寿命一般也比较长,但其有一定的功耗。

3采用智能无功控制策略采用智能无功控制策略的意义对于目前的新的技术环境来说,其具较强的复杂性与变化性的特点,这对电网技术的升级与改造来说,是一个新的挑战与机遇。

采用智能无功控制策略,对于目前的电网负载来说,是一个新的升级改造的技术革新的过程,它必定会对我国的电网电力系统的发展贡献出新的力量。

4无功补偿技术在电网中的应用无功补偿技术在电力自动化技术中的应用有着重要的作用,其对电力系统中无功负荷的补偿,很大程度上降低了电力系统的电能损耗,有利于节约能源。

随着电力系统自动化智能化建设的加快,无功补偿技术也必将迎来新的技术发展。

首先对于传统的老旧元器件来说,由于其有着一定的功耗,而且效率低,所以其必将会被新的技术所淘汰。

新时期下,淘汰落后无功补偿技术与设备,推广最新的无功补偿技术新思想,实现新的电力系统的无功布局,以消除传统无功补偿技术的低效能、高功耗的问题是电力系统无功补偿技术发展的新趋势。

无功补偿综述

无功补偿综述

无功补偿综述【摘要】无功补偿是保持电力系统平稳运行的主要手段之一。

本文综合阐述了国内外无功补偿的现状和发展趋势,分析与研究了电网参数的测量方法,以及常见的无功补偿方式方法及其适用环境和优缺点。

【关键词】无功补偿;功率因数;静止无功补偿器;静止无功发生器0.概述近年来,随着我国科学技术的提高,我国的电力工业也有了长足的发展。

各种电力电子装置在电力系统、工业及家庭中的应用日益广泛,而大多数电力电子设备的功率因数很低,它们所消耗的无功功率在电力系统所输送的电量中占有很大比例。

无功功率的增加会导致线路电流的增加,线路的损耗也随之增加,导致大量有用电能损耗。

同时使功率因数偏低、系统电压下降。

如果无功功率得不到补偿,就会造成配电、输电和发电设备不充分发挥作用,降低发、输电能力,使电网的供电质量恶化,严重时会使系统电压崩溃,造成大面积停电事故。

无功补偿装置,在电力供电系统中用于提高电网的功率因数,降低供电变压器级输送线路的损耗,提供供电效率,改善供电环境。

因此无功补偿装置在电力系统中处于一个不可缺少的非常重要的位置。

1.无功补偿的原理电力系统中的变压器和电动机是根据电磁感应原理工作的,磁场所具有的磁场能是由电源供给的。

变压器和电动机在能量转换过程中建立交变磁场,在一个周期内吸收的功率和释放的功率相等,这种功率称为感性功率。

接在交流电网中的电容器,在一个周期内上半周期的充电功率和下半周期的放电功率相等,这种充电功率叫做容性无功功率。

所以无功功率被使用与建立磁场和静电场,它存储与电感和电容中,通过电力网往返与电源和电感、电容之间。

无功功率在电网组件中流动,便会在电网中引起电压损耗和有功损耗,降低电网质量,增加电网的线损率。

无功补偿装置即把具有容性功率负荷的装置和感性功率负荷装置并接在同一电路中,当容性负荷释放能量时,感性负荷吸收能量,而感性负荷释放能量时,容性负荷吸收能量,能量在两种负荷之间交换。

这样当线路中有感性负荷吸收无功功率时,可以从容性负荷释放的无功功率中得到补偿,当线路中有容性负荷吸收无功功率时,可以从感性负荷释放的无功功率中得到补偿。

电气自动化无功补偿技术分析论文

电气自动化无功补偿技术分析论文

电气自动化无功补偿技术分析论文电气自动化无功补偿技术分析论文1无功补偿技术在电气自动化中应用的重要性所谓的无功补偿技术,主要就是指采取相应的措施针对电力系统中存在的各种无功电力损耗进行有效地弥补,避免这些电力损耗的存在影响到最终用电客户的正常需求,一般说来,这种无功补偿技术主要就是采用电容补充的方式进行电力损耗的补偿。

具体来说,针对当前我国的电力系统网络运行状况来看,其配电网络变得越来越复杂,供电需求也越来越大,因此,相应的供电线路也越来越多,对于这些供电线路来说,在供电过程中必然会产生一定的无功损耗,这些无功损耗是电力系统中不需要的,其在一定程度上会影响到电力系统的稳定性,尤其是对于高压输电和低压输电来说更是如此,因此,为了减少这种不良影响的出现,在具体的电力系统中就应该想办法针对这些无功损耗进行必要的补偿,这时无功补偿技术就发挥了应用的价值和作用,这种补偿无功损耗的作用在电力系统中极为关键,尤其是随着当前电气自动化的不断发展,其作用也更为凸显,只有针对无功损耗进行了充分的补偿才能够更好地实现电气自动化系统的正常运行,减少了不稳定现象的出现,也避免了不稳定电流对于相应设备和元件的损伤。

2无功补偿技术在电气自动化中的应用措施2.1合理设计真空断路器对于整个的电力系统来说,要想实现最佳的无功补偿效果,合理的设计真空断路器是必不可少的,针对这种真空断路器的设计来说,无功补偿技术发挥了极佳的效果,应用无功补偿技术设计真空断路器能够简化相应的构造,进而在成本上具备较强的优势。

具体来说,这种无功补偿技术在真空断路器设计中的应用主要就是体现在固定滤波器和合闸管的相应设计上,恰当的针对这些设备进行有效地结合就能够在较大程度上发挥应有的价值和作用,进而形成相应的无功补偿装置,这种无功补偿装置的形成还具备较好的电流稳定行和平衡性,避免出现较为混乱的电流影响其电力系统的稳定性。

2.2针对用电客户进行恰当的无功补偿无功补偿技术在电气自动化中的应用还体现在其对于用电客户的无功补偿方面,对于整个的电力系统来说,其最为关键的一点就是应该满足用电客户的各方面需求,尤其是用电量的需求,针对这一需求来说,因为无功电力损耗的存在,所以针对这一损耗进行必要的无功补偿是极为必要的。

电力系统谐波抑制及无功补偿方法的研究文献综述报告

电力系统谐波抑制及无功补偿方法的研究文献综述报告

电力系统谐波抑制及无功补偿方法的研究文献综述报告辽宁工业大学硕士研究生研究方向: 电力系统谐波抑制及无功补偿方法的研究+++ 研究生:11+++ 学号:+++ 指导教师:专业: 电气工程辽宁工业大学研究生学院文献综述21 世纪能源与环境问题成为人类发展必须面对的重要问题,如何在保证可持续发展和保持良好环境的前提下为人类提供安全可靠、优质经济的电能,是电力系统面临的主要问题。

国家“十一五”规划《纲要》提出推进国民经济和社会信息化,切实走新型工业化道路,坚持节约发展、清洁发展、安全发展,实现可持续发展。

纲要明确指出:通过开发推广节能技[1]术,实现技术节能。

为电力工业的建设提出了明确要求。

电力系统也是一种“环境”,面临着污染,各种电力电子装置所消耗的无功功率使电网的供电质量恶化,公用电网中的谐波电[2]流和谐波电压是对电网环境影响最严重的一种污染。

一方面是因为电力电子装置自身的非线性使得电网电压、电流发生畸变,产生了严重的谐波污染;另一方面是因为大多数电力电[3]子装置本身功率因数很低,其无功需求给电网带来额外负担,会严重影响电网供电质量。

无功、谐波给电力系统和用户带来的负面影响主要有增大各类电气设备的额定电压和额定电流,引起额外的功率损耗,导致设备用电效率降低;“谐波影响各种电气设备的正常工作,导致继电保护和自动控制装置的误动作;对通信系统产生干扰,使其无法正常工作;谐波会[4]引起公用电网中局部的并联和串联谐振”电网的谐波和无功问题日益突出,整个供配电系统的安全运行存在较大的隐患。

世界各国电力系统近年来纷纷采用了动态无功补偿装置和谐[5]波治理装置来提高电网的电能质量。

电力电子装置的广泛应用,不但要消耗大量的无功功率,还有产生大量的谐波电流。

因此,进一步深入无功补偿和谐波抑制的研究具有非常重要的意[6]义,对无功补偿和谐波抑制的方法研究是今后一个重大研究课题。

1.国内外无功补偿和谐波抑制的研究1.1国内外无功补偿的研究无功功率补偿技术随着电力系统的出现而出现,并随着电力工业的发展和电力负荷的多样性而不断进步。

无功补偿技术电气自动化论文

无功补偿技术电气自动化论文

无功补偿技术电气自动化论文无功补偿技术电气自动化论文1无功补偿为了满足电力网和负荷端的电压水平,保证电网的顺利运行,无功补偿技术应运而生,被广泛应用于高压电网和低压电网中,对维系电网的稳定性有重要的意义。

利用无功补偿技术,会在一定程度上降低电力网中的损耗,从而减少电能运输过程中的损耗,提高电能的使用效率;利用无功补偿技术,能有效提升电网中供电设备的容量,有效控制配电系统的电压损耗。

为了保证无功补偿技术的运行效果,在电力网和负荷端应该设置电容器、调相机等相应的无功电源。

在电力系统中,无功功率最多的电气设备当属异步电动机和变压器等电感性负荷,它们占80%.在实际操作中,供电企业可以采用静态或动态无功补偿方式,以保证各项设备的正常运行。

2电力无功补偿的关键技术在电气自动化工程中,电力无功补偿的电力负荷功率因数是重要的技术指标。

在电力系统中,功率因数越大越好,功率因素越大,无功功率的传输就会大大减少,从而减少有功功率的损耗。

因此,在电气自动化工程中,应该适当提高电力负荷的功率因数,有效改善电压质量。

另外,并联电容器补偿无功功率也是电力无功补偿的重要关键技术。

用电容器的无功补偿能够有效降低电网线损,为用户提供优质的电压。

其中,在电容器投入和切除的过程中,无功补偿电压会发生变化。

3具体应用3.1设计真空断路器在电气自动化中,利用无功补偿设计能够有效节约成本,被广泛应用于实际工作中。

借助于无功补偿技术,将固定滤波器与合闸管调节电抗器有机结合起来,从而形成新的无功补偿装置。

在实际使用过程中,有效保证了滤波器的电流平衡,最大限度地满足电气自动化系统的功率因数需求,在短时间内实现对系统的无功补偿,从而在降低能耗方面发挥重要的作用。

3.2对用电客户进行无功补偿在对用电客户进行无功补偿的过程中,主要的实现途径有2种:①利用无功补偿使用户的实际电力功率因数与国家预期的电力功率因素相符,逐渐增多电费补偿,增强群众的节能意识,对用户实现无功补偿;②将无功补偿技术应用于用户内部配网中,有效降低无功消耗,减轻能源压力。

【精品】无功补偿论文

【精品】无功补偿论文

【关键字】精品无功补偿论文专业:电气工程及其自动化摘要本课题研究以低压电网无功补偿改造为背景,研制了一种低压无功功率补偿控制器。

作为一种非实时的无功补偿装置,该装置以定时的电网监测数据为依据,以城镇低压网(220V)的无功补偿为对象。

本文主要研究了无功补偿对电网性能的改善,以及控制器的软硬件的配置。

系统采用单片机,该单片机是美国ATMEL公司生产的低电压,高性能的CMOS 8位单片机,具有运算速度高,实时性好的特点;软件则使用汇编语言进行编译;人机操作界面采用LCD显示,显示效果较好;A/D转换采用,是一款比较实用的A/D转换装置。

该装置可跟踪电网无功功率的变化并自动补偿,实现了无功补偿装置的优化运行,具有体积小、原理简单、智能投切等优点。

关键词:无功补偿,单片机,低电压AbstractWhat this article studies is based on the alteration of reactive power compensation of low voltage, then design an equipment for reactive power compensation of low voltage. As a kind of reactive power compensation, this equipment is basis on the electrical network monitor data ,and provides reactive power for city’s low voltage power grids. This thesis has discussed the importance of the reactive power compensation for the power grids ,and introduded the hardware and software of the controller.This device's hardware core is AT51 SCM , which has many merits such as high operating speed. This monolithic integrated circuit is the low voltage which American A TMEL Corporation produces, a high performance CMOS 8 monolithic integrated circuits;The software uses the assembly language to carry on the translation;The man-machine operation contact surface uses the LCD demonstration, the demonstration effect is quite good; A/D transformation uses ADC0809 , it is a section of quite practical A/D switching device. This equipment may track the electrical networkreactive power the change and the automatic compensation, and this installment has the volume to be small, the precision is high, the price compared to the higher merit.Key Words: reactive power compensation, SCM(Single Chip Micyoco),low voltage目录摘要 (I)ABSTRACT (I)目录 (II)第一章绪论 ................................................................................................................ - 1 -1.1研究背景 ............................................................................................................. - 1 -1.2无功补偿装置的发展状况 ................................................................................. - 2 -1.3 本课题主要研究的内容 .................................................................................... - 4 -第二章无功补偿的原理............................................................................................ - 6 -2.1 无功补偿的原理 ................................................................................................ - 7 -2.2 低压电网中的几种无功补偿的方式 ................................................................ - 9 -2.3确定补偿容量的几种方法 ............................................................................... - 10 -2.4 本章小结 .......................................................................................................... - 12 -第三章硬件设计 ...................................................................................................... - 13 -3.1 无功补偿装置的技术要求 .............................................................................. - 13 -3.2硬件介绍 ........................................................................................................... - 14 -3.3模拟信号调理电路 ........................................................................................... - 22 -3.4 输出控制电路 .................................................................................................. - 25 -3.5 本章小结 .......................................................................................................... - 26 -第四章软件设计 .................................................................................................... - 27 -4.1 投切原则 .......................................................................................................... - 27 -4.2功率因数计算 ................................................................................................... - 28 -4.3 本章小结 .......................................................................................................... - 30 -第五章总结与展望 .................................................................................................. - 31 -致谢 ............................................................................................................................ - 32 -参考文献: ................................................................................................................ - 33 -第一章绪论1.1研究背景目前,我国的电网,特别是广大的低压电网[1],普遍存在功率因数较低、电网线损较大的情况。

智能配电网无功补偿设计开题报告、文献综述

智能配电网无功补偿设计开题报告、文献综述

配电网智能无功补偿系统研究毕业设计开题报告学生姓名:xx学号:xxxxxxx 学院、系:信息与通信工程系专业:电气工程及自动化设计题目:配电网智能无功补偿系统研究指导教师:xxx2011年 3 月21 日毕业设计开题报告1.结合毕业设计课题情况,根据所查阅的文献资料,撰写2000字左右的文献综述:文献综述一、本课题的研究背景及意义随着国民经济的不断发展,环保意识节能意识的不断加强,对电力系统提出了更高的要求。

如何在现有的基础上,保证系统的安全稳定运行,降低网损,提高供电质量,一直是电力系统追求的目标。

配电系统中存在大量的感性负荷,会消耗大量的无功功率,降低系统的功率因数,造成线路电压损失加大和有功损耗增加,使电网的供电质量恶化。

电力网输送的功率经过线路和变、配电设备时,都会造成功率损失,配电网无功的合理分布对提高电网的电能质量和节能降耗的影响十分重要,无功补偿是降低线损的有效措施。

配电网的无功补偿对于配电网的稳定、经济运行具有重要的作用。

[1]配电网无功功率补偿是改善电压质量和降损节能的有效手段之一。

合理地进行无功补偿点的选择以及补偿容量的确定,能够有效地维持系统的电压水平,提高系统的电压稳定性,避免大量无功的远距离传输,从而降低网损,减少发电费用[2]。

无功补偿点的合理选择及补偿容量的确定,能够有效地维持系统的电压水平,使系统在满足各种约束条件下网损达到最小,避免大量无功功率的远距离传输,减少系统的运行费用。

因此,针对配电网实际进行无功补偿优化配置的研究具有很强的现实意义和可行性。

二、本课题国内外研究现状为提高供电设备效率,减少供电线路电能损失,国内外自上世纪50年代初就开始进行无功功率补偿装置的研究工作,其方法主要有两种:一种是在电网上并联电容器,通毕业设计开题报告2.本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径):一、本课题要研究或解决的问题1. 研究国内外无功补偿的进展情况,主要是无功补偿的研究现状、无功补偿方案、无功补偿调压措施、低压配电网无功补偿方法、现有功率因数自动控制器存在的问题。

无功补偿技术综述

无功补偿技术综述

无功补偿技术综述内容摘要无功功率对电网的影响很大。

它不仅降低了电网的电压,影响了电压的稳定,而且增加了输配电线路的有功功率和电能损耗,造成了大量的电能浪费,因此,对系统进行功率补偿,降低了输电线路的无功电流,因此系统的功率平衡问题一直是电力行业研究的重点。

关键词:无功功率补偿;静止无功补偿发生器;静止无功补偿器;有源滤波器11 绪论1.1 课题的背景及意义现代电力系统自带大量变压器、异步电动机之类的设备,它们在运行过程中离不开庞大无功功率的支持。

倘若无法第一时间补偿被消耗的无功功率,那么必定严重干扰整个电力系统的安全稳定性。

一方面,超出合理水平的无功功率会带来更大的电流,在威胁设备安全性的同时,还会加剧线路与设备的损耗程度;另一方面,实际功率与电流的上升会赋予变压器、发电器等电气设备更大的容量,这样一来就必须适当提高测量仪表、启动装置等设备的规格尺寸,严重影响电力系统的运行成本。

1.2 无功补偿技术的发展无功补偿是目前电网中最常用的供电技术之一,其主要作用是提升电力系统的功率因数和供电效率,避免输电线路与供电变压器过度损耗,营造良好的供电条件。

1. 同步调相机早期的无功补偿装置以同步调相机为典型代表,它相当于空载运行的同步电动机,在过励磁运行时,会持续将感性无功功率传递给电网,相当于一个无功电源;在欠励磁状态下,同步调相机会持续获取电网中的感性功率,发挥类似于无功负荷的效果。

同步调相机依托于自动励磁调节装置,不仅能参考对应位置的电压数值来自动调节无功功率和电压,而且能赋予电力系统更强的运行稳定性。

不过作为一种旋转设备,同步调相机在运行过程中会大量耗费有功功率,相当于总容量的1.5%至5%左右。

而且同步调相机的总容量如果不大,那么就会产生高昂的平均投资成本,因此同步调相机通常采取集中安装方式。

截止当前,同步调相机还是被广泛应用于无功补偿方面,且依托于日新月异的电力技术,实现了自身控制性能的显著提升。

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福州大学本科生毕业设计(论文)文献综述题目:电网电容式无功补偿器的系统设计姓名:学号:系别:电气工程系专业:电气工程及其自动化年级:2008级指导教师:年月日文献综述引言进入21世纪伴随着国家经济的高速发展,国家电力工业的任务也更加艰巨,伴随着经济的发展我国的电力行业也在与时俱进。

由于工业的发展现代电网中的无功损耗也急剧增大,使电网电能质量恶化,同时也加重了线路和变压器的负担和损耗。

如今国家正在倡导节能减排,因此电网中的无功补偿问题越来越引起学者们的关注。

无论是在工业负载还是生活负载中,阻感负载都占有很大的比例,比如变压器、异步电动机和很多的家用电器都是阻感性负载。

这些负荷的自然功率因数都比较小,它们所消耗的无功功率在电力系统传输的的电量中占有很高的比例。

如果能够减小线路中的无功功率就能够提高电能的传输效率。

公共电网中的电能品质己经得到人们越来越多的认识和重视。

对电网影响严重的工厂配电网及电能质量的治理必将会带来显著的效果和影响。

本设计的无功补偿的主要作用是提高功率因数以减少设备容量和功率损耗、稳定电压、提高供电质量,在长距离输电中提高系统输电稳定性和输电能力,平衡三相负载的有功和无功功率等。

无功电流补偿实现手段正趋于与电力电子技术的结合。

结合方式有三种:一是为投切电容器的开关;二是作为无功输出的调节开关;三是引入电力电子变流技术,将变流器作为无功电源,以补偿无功。

目前在我国广泛使用的以SVC 为代表的传统的无功补偿装置,国内外对SVC 的研究集中在控制策略上,模糊控制、人工神经网络、和专家系统等智能控制手段也被引入SVC 控制系统,使用SVC 系统的性能更加提高。

但是由于无功补偿新技术与新装置,即SVG等的突出优点,使得无功补偿技术未来发展的方向主要以电力电子及其逆变技术为核心开发出的性能更为优越的装置。

无功补偿和谐波抑制始终有着密切的关系,两者的技术发展与进步是相互协调的。

有源滤波器可以克服无源滤波器在实际运行中补偿特性易受电网阻抗变化和运行状态影响,与系统发生谐波放大甚至并联谐振的缺陷。

若将无源滤波器和有源滤波器相结合构成混合滤波器,相互取长补短,兼有两种滤波器优点,这种方案是谐波抑制方案研究的热点。

更为积极的方法是单位功率因数变流器,它是不产生谐波且功率因数为1 的新型变流器,它将有力地推动无功补偿和谐波抑制新技术的进步,前景十分广阔。

1. 早期无功补偿方式1.1 同步发电机同步发电机是通过调整励磁电流,使其在超前功率因数下运行,输出有功功率的同时输出无功功率。

与同步调相机类似,目前不常用。

1.2 并联电容器并联电容器可以改善线路参数,减少线路感性无功功率。

并联电容器简单经济,灵活方便,但其功率调节性能较差。

与同步调相机相比,其费用节省很多,且维护方便,即可集中补偿,也可分散装设,所以还是我国目前主要的无功补偿方式。

其缺点是电容器只能补偿固定的无功功率,且容易发生并联谐振而烧坏电容器。

1.3 同步调相机同步调相机可理解为专门用来产生无功功率的同步电机,可根据需要控制同步电机的励磁,使其工作在过励磁或欠励磁的状态下,从而发出大小不同的容性或感性无功功率,因此同步调相机可对系统无功进行动态补偿。

但是它属于旋转设备,运行中的损耗和噪声都比较大,运行维护复杂,成本高,且响应速度慢,难以满足快速动态补偿的要求。

2.电力系统无功补偿新技术随着电力电子技术的发展,近几年出现了多种电力系统无功补偿新技术。

电力电子技术是现代无功补偿技术的基础,电力电子器件向快速、高电压、大功率发展,使采用电力电子器件的无功补偿从根本上改变了交流输电网过去基本只依靠机械型、慢速、间断及不精确的控制的局面,从而为交流输电网提供了空前快速、连续和精确的控制以及优化潮流功率的能力。

随着电力电子器件的发展,无功补偿控制器在其性能和功能上也出现不同的发展阶段。

无功补偿控制器己由基于SCR的静止无功补偿器(StaticVarCompensator-SVC)、晶闸管控制串联电容补偿器(Thyristor Controlled Series Compcnsator-TCSC)发展到基于GTO的静止无功发生器(Static Var Generator-SVG)、静止同步串联补偿器(StaticSynchoronous Series Compcnsator-SSSC)、统一潮流控制器(Unificd Power FlowController-UPFC)、可转换静止补偿器(Convcrtible Static Compensator-CSC)等。

2.1静止无功补偿器(SVC)SvC是利用晶闸管作为固态开关来控制接入系统的电抗器和电容器的容量,从而改变输电系统的导纳。

按控制对象和控制方式不同,分别称之为晶闸管控制电抗器(Thyristor Control Reactor-TCR),晶闸管投切电容器(ThyristorSwitchCapacitor-TSC)以及这两者的混合装置(TCR+TSC),TCR与固定电容器(Fixed Capacitor-FC)配合使用的静止无功补偿器(TCR+FC)和TCR与机械投切电容器(Mechanically Switch Capacitor-MSC)配合使用的装置(TCR+MSC)。

2.2静止无功发生器(SVG)静止无功发生器(SVG)也称为静止调相机(Static Condenser-STATCON),静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator-STATCOM)、新型静止无功发生器(Advanced Static Vat Generator-ASVG)。

其分为电压型桥式电路和电流型桥式电路两种类型。

电压型桥式电路,其直流侧采用电容作为储能元件,交流侧通过串联电抗器并入电网;电流型桥式电路,直流侧采用电感作为储能元件,交流侧并联上电容器后接入电网。

迄今投入实用的SVG大都采用电压型桥式电路,因此SVG 往往专指采用自换相的电压型桥式电路作为动态无功补偿的装置。

与SVC 相比,SVG具有如下几个优点:调节速度快,运行范围宽,可以在从感性到容性的整个范围中进行连续的无功调节,SVG不需大容量的电容、电感等储能元件,谐波含量小。

2.3同一潮流控制器(UPFC)将SVG中与电网并联的电压器改为与电网串联的变压器,就成为静止同步串联补偿器(Static Synchoronous Series Compensator-SSSC),它能实现对线路潮流的快速控制。

把一台SVG与一台SSSC的直流侧通过直流电容耦合,就构成了统一潮流控制器UPFC,SVG与SSSC既可配合使用也可解耦独立运行Ⅲ。

由于SVC,STATCOM只能控制无功功率以调节系统电压,如果系统某一局部同时有多种要求,就需要在该处设置几种装置。

这增大了安装、调试的工作量,同时设备的投资也相当可观。

UPFC的基本思想正是用一种统一的电力电子控制装置,仅通过控制规律的变化,就能对线路电压、阻抗、相位等电力系统基本参数同时进行控制,从而能分别或同时实现并联补偿、串联补偿、移相等几种不同的功能,与其它无功补偿装置相比,UPFC控制范围较大,控制方式更为灵活。

2.4可转换静止补偿器(CSC)CSC被认为是最新一代的无功补偿装置,目前仅在美国Marcy变电站中安装了此装置。

其中作为SVG运行的两台100Mvar并联部分己于2000年分别在两条线路上安装完毕,两台作为SSSC运行的串联部分目前尚未安装完毕。

由于无功补偿技术及其控制器发展迅猛,一些新的装置不断被开发出来,使得无功补偿控制器中的新旧装置出现并存发展的局面,无功补偿控制器中的无功补偿装置SVC,SvG,UPFC及CSC目前也处于这样一种发展情况。

作为较早出现的无功补偿装置SvC,由于采用的是传统的半控型器件SCR成本低,且技术成熟,因此是目前越来越多使用的无功补偿装置。

目前对SVC的研究主要集中在控制策略上。

模糊控制、人工神经网络和专家系统等智能控制手段被引入SVC控制系统,使SVC系统的性能更加提高。

而SVG,UPFC及CSC目前的应用仅局限于个别工程,尚无法大规模应用,一方面是由于这些无功补偿装置需大量借助于全控器件,而全控器件目前价格非常昂贵,使得目前该类无功补偿装置的工程造价比SVC高;另一方面,此类无功补偿装置的技术还不完善,有许多技术问题尚待解决。

但大功率电力电子器件技术本身发展迅速,未来的功率器件开关容量会逐步增大,价格则相应下降,此类以GTO等新型全控器件为核心的无功补偿装置的造价会逐步降低。

国际大电网会议曾展开有关SVC与SVG的性价比的讨论,不少专家认为,由于SVG不需采用大量的电容器就可以实现无功的快速调节,而电容器的价格多年来比较稳定,不可能大幅度下降;相反,电力电子器件的价格会不断下降,故预计SVG会比SVC 更有竞争力,由此可见,随着造价的降低和技术的完善,在不远的将来SVG,UPFC及CSC将成为无功补偿技术的发展方向。

3.电力网络的功率计算电力网除了要负担用电负荷的有功功率P,还要承担负荷的无功功率Q。

有功功率P与无功功率Q,还有视在功率S之间存在功率三角形关系,如图3-1所示图3-1功率三角形公式如下:有功功率P=S·COSψ=UICOSψ (3-1)无功功率P=S·SINψ=UISINψ(3-2)视在功率S=UI (3-3)U为电压有效值,I为电流有效值COSψ被定义为电力网的功率因数,其物理意义是供给线路的有功功率P占线路视在功率s的百分数。

在电力网运行中,我们希望的是功率因数越大越好,如果能做到这一点,则电路中的视在功率将大部分用来供给有功功率,可以减少无功功率的消耗。

(1)自然功率因数自然功率因数是指供用电设备在没有采取任何补偿手段的情况下,设备本身固有的功率因数,称自然功率因数,也就是说在投入无功补偿装置前设备本身有功功率与视在功率的比值。

没各自然功率因数的高低取决于负荷性质和负荷状态。

对于电阻性负荷,其功率因数较高,而对于电感性负荷,其功率因数就较低。

另外在设备负荷很低的时候,其自然功率因数也就低。

(2)经济功率因数经济功率因数是指客户的节能效益和电能质量最佳,支付电费最少的功率因数。

用户安装一定容量的无功补偿装置可提高用户的功率因数,就减少了无功功率和有功功率损失,用户功率因数提高到何值最为经济,应综合考虑两个方面:一是为了保证系统正常的运行电压水平,无功电源和无功负荷必须保持平稳并留有一定的余量;二是按运行费用最小的原则决定用户的经济功率因数。

3.1无功补偿的作用无功补偿的主要作用是为了提高功率因数,在用户端采用无功补偿装置,达到我国电力设备的有关规定,即:在电力用户变压器的高压侧功率因数不低于0.9,低压侧功率因数不低于O.85,目前国内低压无功补偿装置一般都是在用户端并联电容器。

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