无功补偿的发展及SVG的工作原理.ppt

无功无功补偿的的发展及展及SVG的工作原理的工作原理2010-06-07SVG与APF的工作原理 ver1.0第1页三代静止型无功三代静止型无功补偿技技术2010-06-07SVG与APF的工作原理 ver1.0第2页静态补偿静态补偿第一代第一代静止型静止型无功补偿无功补偿机械式投切装置机械式投切装置晶闸管投切装置晶闸管投切装置第二代第二代静止型静止型无功补偿无功补偿基于电压源换流器基于电压源换流器第三代第三代静止型静止型无功补偿无功补偿快速快速动态动态补偿补偿第一代第一代产品品机械式投切机械式投切电容容固定补偿：电容器、电抗器和机械开关组成；固定补偿：电容器、电抗器和机械开关组成；FC固定补偿为固定补偿为70年代年代最普遍的无功补偿方最普遍的无功补偿方式，随着电力电子的式，随着电力电子的应用，以及电力部门应用，以及电力部门的考核要求，固定补的考核要求，固定补偿不能满足系统无功偿不能满足系统无功的变化，同时因为系的变化，同时因为系统谐波，统谐波，FC补偿对谐补偿对谐波放大形成极大的隐波放大形成极大的隐患，该技术目前慢慢患，该技术目前慢慢被淘汰。被淘汰。SVC简介介SVC（Static Var Compensator：静止无功：静止无功补偿器）器）晶晶闸管控制管控制电抗器（抗器（TCR：Thyristor Controlled Reactor）晶晶闸管投切管投切电容器（容器（TSC：Thyristor Switched Capacitor）晶晶闸管投切管投切电抗器（抗器（TSR：Thyristor Switched Reactor）开开关关投投切切电容容器器/滤波波器器（FC：Fixed Compensator，BSC：Breaker Switched Capacitor/Filter）以上各以上各项组合合目前被最广泛使用的目前被最广泛使用的SVC，主要是，主要是TCR+BSC（FC）形式）形式2010-06-07SVG与APF的工作原理 ver1.0第5页TCR型型SVC基本原理基本原理图SVC可可以以被被看看成成是是一一个个动态的的无无功功源源。根根据据接接入入电网网的的需需求求，它它可可以以向向电网网提提供供无无功功（容容性性），也也可可以以吸吸收收电网网多多余余的的无无功功（感感性性）。把把电容容器器组（通通常常是是滤波波器器组）接接入入电网网，就就可可以以向向电网网提提供供无无功功。当当电网网并并不不需需要要太太多多的的无无功功时，这些些多多余余的的容容性性无无功功，就就由由一一个个并并联的空心的空心电抗器来吸收。抗器来吸收。2010-06-07SVG与APF的工作原理 ver1.0第7页SVC工作原理工作原理空空心心电抗抗器器电流流是是由由一一个个可可控控硅硅阀组控控制制。借借助助于于对可可控控硅硅触触发相相角角的的调整整，就就可可以以改改变流流过空空心心电抗抗器器的的电流流（基基波波有有效效值），从从而而保保证SVC在在电网网接接入入点点的的无无功功量量正正好好能能将将该点点电压稳定定在在规定定范范围内内（电网网补偿）。或或者者，使使该点点总无无功功量量等等于于零零（负荷荷补偿），也也就就相相当当于于功率因数等于功率因数等于1。2010-06-07SVG与APF的工作原理 ver1.0第8页不同触发角度下的不同触发角度下的TCR电流波形电流波形SVC的缺陷的缺陷uTSC/TCRTSC/TCR均采用晶闸管，均采用晶闸管，晶闸管为半控型元件，响应时间晶闸管为半控型元件，响应时间为为40604060msms，MCRMCR型响应时间更是高达型响应时间更是高达1 100-00-2 200ms00ms，不能动态，不能动态快速快速地地跟跟踪踪负荷的变化；负荷的变化；uTSCTSC属于有级调节，容易出现过补和欠补；属于有级调节，容易出现过补和欠补；uTCR/MCRTCR/MCR自身产生大量谐波，需另外配置滤波支路，不具自身产生大量谐波，需另外配置滤波支路，不具备有源滤波的功能；备有源滤波的功能；uTCR/MCR/TSCTCR/MCR/TSC采用大的交流电抗和电容器，占地面积大；采用大的交流电抗和电容器，占地面积大；uTCR/MCR/TSC 属于阻抗型补偿方式，低电压特性差，且受系统属于阻抗型补偿方式，低电压特性差，且受系统参数影响大，容易和系统发生谐振，危害供电系统安全参数影响大，容易和系统发生谐振，危害供电系统安全；uSVG与与APF基本工作原理基本工作原理SVG以以大大功功率率电压型型逆逆变器器为核核心心，通通过调节逆逆变器器输出出电压，使使其其和和系系统电压形形成成可可调基基波波电压差差或或谐波波电压差差，从从而而控控制制注注入入系系统的的无无功功电流流或或谐波波电流流2010-06-07SVG与APF的工作原理 ver1.0第10页有源有源滤波器波器APF的工作原理的工作原理一种特殊的一种特殊的SVG，主要用于，主要用于滤除除谐波波2010-06-07SVG与APF的工作原理 ver1.0第11页+SVG主主电路方案路方案2010-06-07SVG与APF的工作原理 ver1.0第12页二二/三电平变流器三电平变流器器件直接串联器件直接串联谐波较大谐波较大dv/dt大大绝缘要求高绝缘要求高多重化变流器多重化变流器变压器占地大，成本高变压器占地大，成本高无冗余运行能力无冗余运行能力磁非线性导致过电压和磁非线性导致过电压和过电流过电流绝缘由变压器承担绝缘由变压器承担变压器隔离链式逆变器变压器隔离链式逆变器具有冗余运行能力具有冗余运行能力各逆变单元可共用直流电容各逆变单元可共用直流电容变压器较复杂变压器较复杂绝缘由变压器承担绝缘由变压器承担思源思源SVG采用采用链式式结构构2010-06-07SVG与APF的工作原理 ver1.0第13页U+-输出电压输出电压+U-U0U+U+U+3U2UU0-U-2U-3U输出电压输出电压1.链式式SVG可可独独立立分分相相控控制制，有有利利于于解解决决系系统的的相相间平平衡衡问题，在在系系统受受到到扰动时，更好的提供更好的提供电压支撑；支撑；2.所有所有链节的的结构完全相同，构完全相同，实现模模块化化设计，便于，便于扩展装置容量及展装置容量及维护；3.每相每相电路中可路中可设置置12个冗余个冗余链节，提高了装置的可靠性；，提高了装置的可靠性；4.链式式直直挂挂可可以以省省去去连接接变压器器，减减小小了了占占地地面面积（不不到到SVC的的一一半半），降降低低了了装装置成本和置成本和损耗，效率可达耗，效率可达99.2%及以上；及以上；5.由于无大型由于无大型变压器及器及电抗器，可制造成移抗器，可制造成移动式式设备，大大提高，大大提高设备的使用率。的使用率。思源思源SVG成套装置的构成成套装置的构成2010-06-07SVG与APF的工作原理 ver1.0第15页