浅谈动态无功补偿装置(SVG)在风电场的应用

浅谈动态无功补偿装置(SVG)在风电场的应用

发表时间:2019-06-10T10:23:50.077Z 来源:《电力设备》2019年第3期 作者: 李银华

[导读] 摘要:随着风电场建设规模的增大,装机容量的大幅上升,其接入系统后对电网的影响也日益严重,而SVG动态无功补偿装置在满足无功功率、谐波治理,提高功率因数及电能质量,降低损耗,调整电压等方面起着重要作用。

(福建省福能新能源有限责任公司 福建省漳州市 363000)

摘要:随着风电场建设规模的增大,装机容量的大幅上升,其接入系统后对电网的影响也日益严重,而SVG动态无功补偿装置在满足无功功率、谐波治理,提高功率因数及电能质量,降低损耗,调整电压等方面起着重要作用。

关键词:风电场SVG;动态无功补偿装置

风资源的不确定性和风电机组本身的运行特性使风电机组的输出功率是波动的,导致并网功率因数不合格、电压波动和闪变等问题,对于大容量风电场接入系统时还存在稳定性问题,都需要动态无功补偿系统。另一方面,系统电压的波动也会对风机的正常运行造成影

响。而且随着技术的发展和完善,SVG的优势越来越明显,在风电场的设计中,无功补偿装置也越来越多的采用了SVG技术。

一、风电场无功消耗分析

风电场无功消耗主要有以下几个方面:

1.风力发电机组的无功消耗,不同机型,不同的机组内无功配置,无功消耗也不同。

2.与风力发电机配套的箱式变压器的无功消耗,一般消耗无功的比例为箱变容量2%-4%,与箱变的短路阻抗有关。

3.风力发电机组配电线路的无功消耗,电缆线路还是架空线路也不同,-般而言:电缆产生无功,架空线路消耗无功。

4.风力发电场升压主变的无功消耗。一般消耗无功比例为变压器容量的3%左右。

二、风电场对无功补偿的要求

当前风电场成熟的设计运行模式是相对较小容量的单台风机由1台箱式变压器升压接至集电线路,多台并联连接后接至统一的35 kV母线上,一个中等规模的风电场需要数十台箱式变压器。依据风能特性,风电场的有功是随机、动态变化的,因此风电场的无功需求也是随

机、动态变化的。风电场变化的无功将会将会给数量众多的风力发电机组、箱式变压器以及主变压器和长距离的输电线路等带来无功损

耗。为解诀并网风电带来的电压及谐波问题,就需要风电场有动态、宽幅可调的无功容量及消谐能力,以减少风力发电功率波动对电网电

压的影响,提高系统的稳定性。

风电场的无功电源包括风力发电机组和风电场的无功补偿装置。目前,风电场主要采用双馈型和永磁直驱型风电机组,绝大多数风电场的风电机组功率因数设定为1,虽然提出了风电场的机组必须采用恒压或恒功率因数控制方式,从而释放机组的无功容量的要求,但预计机

组难以满足无功控制的要求。由于风电机组无功出力自动调整能力不足,且风电有功出力预测预报精度不高,电压波动幅度及时刻也难以准

确预测,因此,固定无功补偿装置已不能满足风电场的运行要求,必须采用使用静止型动态无功补偿装置(SVC、SVG)调节风电场的无功。

电网公司对风电场动态无功补偿装置的要求是:风电场要综合考虑各种发电出力水平和接入系统各种运行工况下的稳态、暂态动态过程,配置足够的动态无功补偿容量,且动态响应时间不大于30 ms。风电场要确保场内无功补偿装置的动态部分自动调节,确保电容器、电抗器支

路在紧急情况下能被自动投切。同时装置能满足谐波治理要求。

三、SVG在风电场的应用

SVG电路有电压型桥式和电流型桥式2种类型,在实际应用中,由于运行效率的原因,迄今投入使用的SVG大多为电压型,它的结构简单,能量损耗小,成本低且易控制。本文以漳州隆教风电场为例,其SVG装置就是电压型的,主要由控制柜、功率柜、启动柜、连接变压

器和冷却系统五个部分组成。

漳州隆教风电场一期装设1套容量为10Mvar 35kV动态无功补偿装置,动态跟踪电网电能质量变化,并根据变化情况动态调节无功输出,实现变电站在任意负荷下的高功率因数运行。装置主要包括:一套额定容量±10Mvar的以大功率可关断电力电子器件组成的逆变器为其

核心部分的SVG型静止无功发生器成套装置,并成套配备相应的自动控制监控和保护系统等成套装置,总补偿容量-10Mvar~+10Mvar连续

可调,成套装置使用年限不少于20年。

漳州隆教风电场二期装设容量为±4Mvar 35kV动态无功补偿装置1套,装置主要包括:一套额定容量±4Mvar的以大功率可关断电力电子器件组成的逆变器为其核心部分的10kV电压等级的SVG型静止无功发生器成套装置和一台额定容量4Mvar的35/10kV油浸式变压器构成,并

配备相应的自动控制监控和保护系统等成套装置,并联构成的总补偿容量-4Mvar~+4Mvar动态连续可调,成套装置使用年限不少于30

年。

四、SVG的工作原理

SVG的工作原理是将自换相桥式电路通过连接变压器并联在电网上,适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位,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,实现动态无功补偿的目的。

五、SVG的运行方式

成套装置可以以35kV母线无功功率或35KV母线电压作为控制目标,自动无级调节SVG输出容量,在补偿容量足够前提下,可实现变电站接入点的平均功率因数高于0.98,可以预留远期装置联调接口。

漳州隆教风电场这两套SVG装置有四种运行方式,设定范围为1~4,1:恒功率因数;2: 恒无功;3:电压稳定;4:负荷补偿。

一是恒功率因数方式:该方式用于将系统的功率因数控制在一定范围的场合。装置以系统的功率因数稳定在设定值为目标调节装置的无功输出;二是恒无功方式: 该方式用于令装置输出恒定大小的无功,通过这种方式可以测量装置跟踪无功的准确性和阶跃响应速度;三是电

压稳定方式:该方式用于将系统的电压稳定在一定水平的场合,装置以系统的电压稳定在设定电压值为目标调节装置的无功输出;四是负

荷补偿方式:运行于该方式时,装置通过检测负荷侧的电流自动调节电流输出,以提高负荷电流的电能质量。

六、SVG的功能

SVG 的主要功能如下:(1)提高线路输电稳定性;(2)维持受电端电压,加强系统电压稳定性;(3)补偿系统无功功率,提高功率因数;(4)谐波动态补偿,改善电能质量;(5)抑制电压波动和闪变;(6)抑制三相不平衡。SVG 是基于电压源型变流器的补偿装置,

实现了无功补偿方式质的飞跃。它不再采用大容量的电容、电感器件,而是通过大功率电力电子器件的高频开关实现无功能量的变换。 七、SVG的优势

随着技术的发展和完善,SVG的优势越发的明显,SVG主要优点在于抑制电压闪变能力强,谐波数量少,损耗小,占地面积较小,补偿功能多样化,作用速度快,能适应风电场的快速补偿要求,作为日后的主要发展方向,非常适合风电场的安全高效应用。

参考文献

[1]林殷昌.动态无功补偿技术在低电压治理中的应用[J].电子技术与软件工程,2018(21):211.

[2]张乐世,杜慧杰.基于动态无功补偿装置的控制策略研究[J].山西电力,2018(05):18-22.

作者简介

李银华,1986年9月,福建省福能新能源有限责任公司,漳州集控中心运行值长,中级工程师。

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动态无功补偿装置SVG

动态无功补偿装置SVG

动态无功补偿装置SVG

概述

由于风电、太阳能等新能源发电具有间歇性、随机性、可调度性低的特点,大规模接入后,会对电网运行会产生较大的影响,加剧了电网不稳定的因素。针对风电、光伏等新能源的这些特点,目前最有效的解决方式是在并网点进行集中式动态无功补偿,即根据并网点功率因数或电压水平的实时变化动态补偿无功功率,使区域电网的无功水平和电压水平稳定在设定值。

静止无功发生器(SVG)作为最新一代的无功补偿产品,在补偿效果、功率密度和运行效率等技术指标上具有传统无功补偿设备无法比拟的优势。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。为电网或用电负荷提供快速的动态无功补偿和谐波抑制,有效提高电网电压暂态稳定性、抑制母线电压闪变、补偿不平衡负荷、滤除负荷谐波及提高负荷功率因数。

原理图

结构组成

A. 功率部分

◆ SVG的核心主电路,用以实现功率变换。

◆ 模块化设计,功率单元的结构和电气性能完全一致,可以互换。 B. 连接电抗器

用于连接SVG与电网,实现能量的缓冲。

◆ 减少SVG输出电流中的开关纹波,降低共模干扰。

C. 控制柜

◆ 柜式结构,用于对SVG及其辅助设备的实时控制。

◆ 实现SVG与上位机及控制中心的通讯。

D. 全数字控制系统

◆ 采用美国TI公司的高性能DSP。

◆ 实时计算电网所需的无功功率,实现动态跟踪与补偿。

◆ 控制系统采用模块化设计

E. NMI一体化工作站

◆ 提供友好的全中文WINDOWS监控和操作界面。

◆ 实现远程监控和网络化控制。

产品特点

(1)能够提供从感性到容性的连续、平滑、动态、快速的无功功率补偿;

(2)基于IGBT逆变器,为可控电流源型补偿装置,不会发生谐波放大及谐振,对系统参数不敏感,安全性与稳定性好;传统SVC对系统参数敏感,易发生谐波电压放大甚至谐振的现象;

无功补偿装置在风电场中的应用

无功补偿装置在风电场中的应用

无功补偿装置在风电场中的应用

发表时间:2020-12-29T05:46:47.191Z 来源:《防护工程》2020年27期 作者: 张志宇

[导读] 随着风电技术的日臻成熟,风力发电凭借其独有的优势,成为非化石燃料发电的重要来源。

中国大唐集团有限公司内蒙古分公司赤峰事业部 内蒙古 赤峰 024000

摘要:随着风电技术的日臻成熟,风力发电凭借其独有的优势,成为非化石燃料发电的重要来源。风电规模逐步扩大和风电装机容量在电网中的比例的逐渐增加,对风能的开发和利用得到了包括电网、电科院、各发电企业等越来越多的关注和重视,与风电相关的技术和

产业正在迅猛发展。但困难与希望同在,挑战与机遇并存,风电大规模并网对电网稳定性、电能质量的影响也越来越突出,而风电场动态

无功补偿装置在维持并网点电压平衡、保持局域电网暂态平衡、改善电能质量、提升经济性方面有着不可或缺的作用,其可靠性、重要性

不言而喻。

关键词:风电场;无功补偿装置;应用分析

引言:风力发电本身具有随机性、波动性,大规模风电并入电网后给电网带来诸多的不利影响,其中以并入电网后无功电压的调控问题尤

为突出通过对风电场集电系统的无功电压灵敏度和网损灵敏度的分析,按照灵敏度系数对无功补偿装置和双馈风电机组分配无功量。

1风电场无功电压的特点

1.1稳态特性与暂态特性

对于鼠笼式异步风力发电机,为起到励磁电机机端目的,其在有功输出过程中需要对系统完成无功吸收工作。发电机端电压因为电网电压本身的波动性会受到一定程度的影响。通常,电网吸收无功的增加会减少机端电压,因此风电并网稳定特性会受到影响。在暂态出现

时,其普遍具有相对较短的持续时间,一般发电及机械转矩不会有较大变化出现,但是电磁转矩却会因电气量的变化而迅速发生改变,如

果两种转矩没有取得高度平衡,就会让电机转速不断变化,使机组状态量发生改变。在电网有故障结束时,风机机端电压无法得到迅速恢

复,会影响整体运行平稳性。风电场多处于电网末端,其具有高度敏感性,如果短路情况出现,就会提高风电机组无功需求,让运行可靠

SVG在风电场电压调整的运用

SVG在风电场电压调整的运用

SVG在风电场电压调整的运用

摘要:近年来,风力发电飞速发展,与之伴随的调峰问题逐渐进入人们的视野,风电大面积脱网成为了限制风力发电发展的瓶颈,目前主要是两个技术结合,即SVG补偿技术和使风机具备低电压穿越能力,可以保证风力发电机组在一定故障的条件下不脱网,很大程度上改善了风力发电机组大面积脱网的事故。本文主要就SVG方面在硬件配置和继电保护方面进行了探析。

关键词:低电压穿越;脱网;继电保护

0、引言

随着风力发电的飞速发展,风电接入电力系统带来一系列技术问题,在风力发电发展初期,由于风电在整个电网中占比小,负荷不稳定,当电网出现故障时,通常采取切除风机出力来应对,在风力发电的初期,电网将风电场作为负载来调控,无与之匹配的继电保护,随着大容量、大面积风力发电机组逐渐投入运行,如还按以前的思路,有可能导致风机因出口电压低产生“雪崩式”的大面积脱网,严重威胁电力系统的稳定性。大规模风电并入电网后,风机电气量保护以保护风机为目的,电网运行以保护电力系统稳定性为目的,

当电力系统故障或负荷突增时,动态提供电压支撑,确保母线电压稳定,提高电力系统暂态稳定水平,减少低压释放负荷数量,防止发生暂态电压崩溃;SVG就是在这样的背景下应运而生,对提高电能质量起到很好的作用。

1.SVG的工作原理和运行特性分析

SVG是基于大功率换流器,以电压型逆变器为核心,直流侧采用直流电容为储能元件以提供电压支撑。在运行时相当于一个电压、相位和幅值均可调的三相交流电源。逆变器正常运行依赖于直流侧的电压支撑,在逆变器接入交流电源时,由各IGBT反向续流二极管构成整流器, 对直流电容器充电;正常运行后,直流电容器的储能将会用来满足逆变器的内部损耗,

电容电压会下降,必须不断的对电容器充电补能使电压保持在工作范围。

SVG的工作原理决定了无论交流系统电压为多少,它都可以在其最大的容性或感性范围内独立控制其输出电流,欠压条件下无功调节能力更强 。SVG响应时间: SVG 采用IGBT全控型器件,器件开通关断时间2μs,采用PWM 控制算法整个装置的响应时间≤5ms;传统静补装置响应时间: ≥7ms;SVG可在极短的时间之内完成从额定容性无功功率到额定感性无功功率的相互转换,这种无可比拟的响应速度完全可以胜任对冲击性负荷的补偿。SVG对系统参数不敏感,安全性与稳定性好,电流源特性,输出无功电流不受母线电压影响,在系统电压变低时,SVG还能够输出与额定工况相近的无功电流。SVC对电压闪变的抑制最大可达2:1,SVG对电压闪变的抑制可以达到5:1,甚至更高。

SVG在双馈风力发电系统电压无功控制中的应用

SVG在双馈风力发电系统电压无功控制中的应用

SVG在双馈风力发电系统电压无功控制中的应用

摘要:由于我国风能充足的地理特点,风力发电具有很高的实用性,而双馈式风力发电机DFIG 作为一种变速恒频式异步发电机,由于其造价适中,容易实现并网运行,同时具有一定的无功补偿作用等特点,逐渐取代笼型异步风力发电机和永磁同步风力发电机。在实际使用过程中,这种设备受到外界风速变化的影响较大,其发电功率的随机性强,给电网的电压稳定造成了很大的影响。下文分析了双馈风力发电系统对电网电压和无功功率的影响,并提出了使用 SVG 来优化的具体建议。

关键词:SVG;双馈风力发电系统电压无功控制应用;

随着现代工业技术的发展,电力系统中非线性负荷大量增加,无功功率的负面效应也日益明显,无功功率问题对电力系统和电力用户都十分重要。无功电源是保证电力系统电能质量、降低网络损耗以及安全运行所不可缺少的部分。因此,解决好无电功补偿问题,对提高电能质量、降低网损、节能有着极为重要的意义。目前采用的无功补偿绝大多数是投切固定容量的电容器组,只有少量同步调相机和静止无功补偿器,可调节的无功容量不足,能快速响应的无功调节设备就更少。而SVG技术日趋成熟,电网无功功率变化情况,在电力系统无功补偿方面正发挥着越来越重要的作用。

1.SVG原理

SVG的基本原理就是将自换相桥式电路通过电抗器或者直接并联到电网上,适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位,或者直接控制其交流侧就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流,实现动态无功补偿的目的。SVG电路有电压型桥式和电流型桥式2种类型,电路由6个全控型开关器件、二极管桥式整流器及电容储能元件组成,SVG电路交流侧经电抗器、变压器与电力网相连作为其输出端,根据电网无功功率变化情况, 通过控制器控制6个全控型开关器件构成的三相逆变器向系统输入感性或容性无功功率。它相当于一个电压型逆变器,只不过交流侧输出接的不是无源负载,而是电力网。另外,二极管桥式整流器从交流系统吸取少量有功功率,对电路直流侧电容充电,以保持压稳定。电抗器用来抑制SVG产生的谐波分量, 而变压器则使SVG满足与电力网并联的电压要求。当电网电压下降,SVG可以调整其变流器交流侧电压的幅值和相位,以使其所能提供的最大无功电流和维持不变,而对SVC系统,由于其所能提供的最大电流分别受其并联电抗器和并联电容器的阻抗特性限制,因而随着电压的降低而减小。

风电场动态无功补偿装置SVG散热风机节能降噪系统优化

风电场动态无功补偿装置SVG散热风机节能降噪系统优化

风电场动态无功补偿装置 SVG 散热风机节能降噪系统优化

摘要:为解决风电场动态无功补偿装置SVG在实际运行的过程当中所出现的一系列问题,如SVG室负压大,噪音大以及散热风机电损损耗大等,引入了电机变频调速技术,对此类问题进行优化,尤其是散热风机电能损耗大的问题。本文首先对风机变频节能原理进行简单论述,重点研究了无功补偿装置,散热风机节能降噪系统优化的策略及效果,提高散热风机的效率,推动其长期稳定运行。

关键词:节能降噪系统;动态无功补偿装置;风电场

1 风机的变频节能原理

根据目前各企业运行情况可知,截止到目前为止,大部分企业运用的风机设备为异步电动机,其风机节能目的的达成依靠直接驱动方式,该方式在实际运行时存在一系列问题,尤其是在电机负载过大的基础上,将造成设备使用寿命的缺陷,甚至会致使电机运行中出现电机烧毁和机械故障的情况,严重影响企业运行,因此,需优化系统,节能降噪,保证系统的正常运转。

作为一款新型节能产品,风机变频调速器通过变速能够对于风机性能曲线进行优化,对于其工作点进行改善。风机变频调速器相比较来说具有不需维护、性能优越、控制精确度较高以及操作方便容易等优点。在保持其他条件不变的情况下,本文针对于风机变频调速技术基本工作原理进行了探讨,其中,通过电源频率在异步电动机定子端中的输入对于电动机转速进行了变动。

电机转速和工作电源输入频率之间的关系具体为:n=

其中:p—电动机极对数;

s—电动机转差率; f—异步电动机的频率;

n—异步电动机的转速。

根据上述关系公式可以发现,异步电动机的频率和异步电动机的转速之间是成正比例关系,如果想要改变异步电动机的转速,只需要对于异步电动机的频率进行改变。通常情况下,在异步电动机的频率处于0~50Hz时,电动机转速调节范围将会相当大,利用对于电动机电源频率的调节,能够实现变频调速器速度的调节。

注:调速连续精确,风量控制精确;

利用变频器完成转速的调节;

无功补偿技术在风力发电系统中的应用

无功补偿技术在风力发电系统中的应用

无功补偿技术在风力发电系统中的应用

随着可再生能源的快速发展,风力发电系统也越来越受到重视。然而,在风力发电系统中,无功功率的产生给电力系统带来了一系列的问题,如电压波动、功率因数低等。为解决这些问题,无功补偿技术被广泛应用于风力发电系统中。

一、无功补偿技术的基本原理及作用

无功补偿技术是通过连接静态无功补偿装置,将无功功率进行补偿,从而改善电网的功率因数和电压质量。在风力发电系统中,无功补偿技术的应用能够实现以下几个方面的作用:

1. 提高电网的电压稳定性:风力发电系统中,由于天气和负荷的变化,风力发电机组可能会引起电网电压的波动。通过无功补偿技术,可以调节系统的无功功率,稳定电网的电压,保证电网的正常运行。

2. 改善电网的功率因数:风力发电系统中,由于发电设备的电感性质,会产生无功功率。使用无功补偿技术可以将这部分无功功率进行补偿,提高系统的功率因数,减少无功功率在输电过程中的损耗。

3. 降低电网的运行成本:风力发电系统中,无功补偿技术可以减少电网的传输损耗,提高电能的利用率,降低电网的运行成本。

二、无功补偿技术在风力发电系统中的具体应用 1. 静态无功补偿装置(SVC):静态无功补偿装置是一种常用的无功补偿技术,通过快速调整电容器的容量,能够实时补偿发电系统中的无功功率,提高电网的功率因数和电压稳定性。

2. 静态同步补偿装置(STATCOM):静态同步补偿装置通过电子晶体管控制电路实现无功功率的补偿。与传统的静态无功补偿装置相比,STATCOM的响应速度更快,能够更精确地控制无功功率的补偿。在风力发电系统中,STATCOM的应用可以更好地适应风力发电机组功率的波动。

3. 无功发生器:无功发生器是一种能够实时产生或吸收无功功率的设备。在风力发电系统中,无功发生器可以根据电网的需求,主动地提供或吸收无功功率,实现电网功率因数的调整。

三、无功补偿技术在风力发电系统中的效果评估

无功补偿技术的应用是否有效,需要进行效果评估。一般可以从以下几个方面来评估:

SVG在双馈风力发电系统电压无功控制中的应用 2

SVG在双馈风力发电系统电压无功控制中的应用

引言

由于风力发电并网时出力的随机波动性,给配电系统的电压无功带来了很大的影响,目前应用最为广泛的变速、恒频风力发电系统主要包括两种:直驱永磁同步风力发电系统和双馈型风力发电系统,风电场普遍装设电容补偿器或者SVG的无功补偿装置,用以静态或者动态的调节无功功率。

1 双馈异步发电机风力发电系统

定子电压定向控制原理:双馈异步发电机风力发电系统可通过电磁转矩控制来实现转速控制或有功功率控制。

上式表明,在给定定子电压后,定子有功功率Ps和无功功率Qs可通过dq轴转子电流来获得控制。

2 SVG的控制策略和模型建立

直接电流控制,是指通过计算得出交流侧输入电流的指令值,直接对电流值进行反馈控制,使其跟踪指令电流值。图1所示为dq轴电流控制图。利用dq变换将SVG发出的电流瞬时值变换为有功Id和无功Iq,与有功和无功电流参考值相比较后,再进行dq反变换,得到电流的三相交流值,作为调制信号比较三角载波信号以进行PWM控制。

控制原理分两层:电压外环控制是将SVG并网点的电压的参考信号UPCCref与实际值UPCC的差值经过一个PI调节器变换成一个无功电流指令参考信号,将直流侧电容器两端电压的参考值UDCref与实际值UDC比较后经PI调节器变换成另一个有功电流指令参考信号,用于实现SVG并网点电压和电容器两端电压值的稳定;电流内环控制是将实际采样的电流反馈值通过同步坐标变换成dq轴电流后,与外环的有功无功电流参考信号进行比较,通过PI调节器变换后,与三角载波信号进行比较生成PWM控制信号,用于控制SVG逆变器的开关管的通断,直接对电流值进行反馈控制,实现内环电流的无静差跟踪控制。

3 双馈电机无功功率极限的分析

3.1 双馈电机定子侧无功功率极限

双馈电机定子侧有功功率和无功功率运行范围受定、转子绕组和转子侧变换器的电流限制影响,但起主要作用的是转子侧变换器的电流限制。故双馈电机定子侧有功功率和无功功率运行范围具有一定的等式关系

风电场SVG无功补偿装置运行特性

风电场SVG无功补偿装置运行特性

摘要:在我国风电场发展的背景下,最近几年,推出了静止同步补偿器,这种新型的无功补偿装置,目前被广泛应用于电场中,从而来保障我国风电场的顺利工作,本文将主要以此为话题,首先介绍无功补偿装置之前的发展,紧接着论述SVG无功功率装置的工作原理和系统组成的内容,最后分析SVG在风电系统中的具体应用,为有关学者提相关资料的参考。

关键词:风电场;SVG;无功补偿装置;运行特性

引言

随着我国经济的不断发展,社会对于各个方面都提出了要求,在风电场方面也不例外,与此同时,设备的技术参数也是衡量的关键因素,现代信息技术给风电场的发展提供了另一方面的支撑,在风电系统中渐渐以无功功率装置为主,大大得节约了相关的材料,降低成本,不仅仅如此,SVG无功功率装置对于维持电压稳定,提高功率有着很重要的作用,不断加强无功补偿装置技术上有关人员不断思考和突破的方面。

1对风电场的研究背景以及无功补偿装置的发展进行分析

1.1风电场的研究背景

如果将大量的电子设备投入到风电场设备的运行中,毋庸置疑它会浪费大量的有功的功率,除此之外,无功功率也会被消耗,由于在风电场的附近是可以上网的,这就表明了在消耗无功功率时,电网是不稳定的,是容易出现问题的。比如会出现电压的波动比较大等等问题,一方面无法正常得给人们提供用电,不能确保用电的稳定性,降低用电的质量,另一方面,他会导致该区域的电网系统产生问题,影响整体的用电安全,很大程度上阻碍了电网的精度。基于此研究的背景下,实施无功补偿装置是志在必行的事情。

为了准确得提高人们的用电安全,给人们提供更加舒适的居住环境,同时也是为了补偿系统中的无功功率,大部分的电网企业都会把无功补偿装置运用到具体的电网运行中,并采用柔性交流输电技术,这种内容也可以称为SVG,无功补偿装置大大降低了电量,降低了电网风机的实际影响,确保了整体电网系统的稳定性,从实践运用中看,无功补偿装置还是有很积极的发展前景和发展趋势,我们需要从整体的无功补偿装置的特征入手,感受这种装置带给电网系统的优势。

高压动态无功补偿装置的应用

高压动态无功补偿装置(SVG)的应用

QNSVG系列动态无功补偿及谐波治理成套装置通常由两部分组成:动态补偿装置SVG(又称为STATCOM)以及相并联的固定电容或电抗补偿。该产品是拥有完全自主知识产权的创新型电力电子装置,是传统SVC的更新换代产品。思源清能的SVG产品兼具动态无功补偿与谐波治理的功能,目前已应用在电力、风电、冶金、煤矿、石化等领域。该产品是同类产品在国内工业领域的首批应用,整体性能达到国际先进水平,拥有八项发明专利,两项实用新型专利,两项计算机软件著作权,该产品获得“2005年北京市新产品”称号,2006年6月通过北京市工业促进局新产品新技术鉴定验收。

产品特点

1、能够提供从感性到容性的连续、平滑、动态、快速的无功功率补偿;

2、基于IGBT逆变器,为可控电流源型补偿装置,不会发生谐波放大及谐振,对系统参数不敏感,安全性与稳定性好;传统SVG对系统参数敏感,易发生谐波电压放大甚至谐振的现象;

3、不仅不产生谐波,而且同时具备谐波补偿功能,在动态无功补偿的同时,可对13次以下的谐波进行滤除。而SVG中TCR在补偿无功功率同时产生大量谐波,导致TCR必须与大容量滤波器同时使用;

4、SVC响应时间约40-60ms,而SVG响应时间一般不大于1ms。用于配电网时,闪变抑制效果要比SVC好2-3倍;用于输电网时,提高系统稳定性的效果也要远优于SVC;

5、SVC是阻抗型特性,输出无功电流随母线电压降低而线性降低;SVG是电流源特性,输出无功电流不受母线电压影响。SVG的电流源特性也使SVG具备较强的短期过载能力,可用来进一步提高电力系统稳定性,而SVC不具备过载能力;

6、SVG为电流源特性,输出无功电流不受母线电压影响,电流源特性也使SVG具备较强的短期过载能力,可用来进一步提高电力系统稳定性,而SVC是阻抗型特性,输出无功电流随母线电压降低而线性降低,不具备过载能力;

7、采用H桥串联的链式结构,直接接入6kV、10kV、35kV系统,成本降低。而且具备N+1冗余结构,相一个链节单元损坏后仍可继续满负荷运行,装置自身运行可靠性高。

论无功补偿装置SVG在升压站工程中的应用

论无功补偿装置SVG在升压站工程中的应用

摘要:静止的无功发生器(SVG)和静止的无功补偿器(SVC)都属于动态的无功补偿设备,但是静止无功发生器与静止的无功补偿器之间相比,静止无功发生器的优点更大,SVG能够连续、快速的发出变化的无功,因此在几年的升压站工程中静止无功补偿装置被广泛的应用。在本文当中,我们对SVG的无功补偿装置的工作原理以及优势进行了对比,根据升压站的运行情况,对SVG装置的先进、稳定以及可靠性运行进行了分析论证。

摘要:无功补偿装置SVG;升压站;原理和优势

引言

无功补偿装置(SVG)维持母线电压是通过无功快速补偿实现的,能够对电压闪变进行有效的抑制,或者是通过电流跟踪补偿来实现对冲击型负载以及谐波负载的动态补偿,进而提高功率因数。而且设备本身也可以借助通信协议以及监控层主站实现通讯,达到电网的智能化要求。

一、无功补偿装置(SVG)的原理

1.1 关于SVG的原理概述

SVG的基本原理是串联了自换相电力半导体的桥式变流器与电抗器,之后和电网进行并联,通过对比桥式变流器交流侧的输出电压以及电网侧的幅值,在电抗器的连接下,能够使桥式变流器被吸收或者是发出无功功率,对动态无功进行补偿。

1.2 SVG进行无功补偿的工作原理

SVG功率的组成部分是电压源型逆变器,因此SVG功率部分相当于一个可以变化的电源,而电网本身也是一个非常大的电源,这样的两个电源之间通过电抗器实现类连接,当两端的电压出现不同时,连接电抗器的两端也会出现电压差,进而产生电流,而这个电流就是来自电网的电流。对SVG功率对电压幅值部分进行调节,能够对SVG从电网吸收的电流大小进行控制,同时也可以对电流超前还是滞后的角度进行控制。当SVG电压超出电网的电压时,SVG无功电流的输出也比电网电压的速度慢,SVG会发出感性的无功,而当SVG电压比电网的电压低的时候,SVG的无功电流输出的大小超过电网电压时,SVG就可以发出容性的无功。

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