动态无功补偿技术发展历程动态无功补偿技术的发展经历了从同步调相机、开关投切固定电容、静止无功补偿器(SVC)到静止无功发生器(STATCOM)的过程[1,8]。它们各自的特点如下:
1) 同步调相机:响应速度慢,噪音大,损耗大,运行维护复杂;65278
2) 开关投切电容器:慢响应补偿方式,连续可控能力差;
3) 静止无功补偿器(SVC):这类无功补偿装置采用晶闸管串联控制技术,损耗小、速度快、控制灵活,是比较成熟、实用的技术;
4) 静止无功发生器(STATCOM):用可关断器件串联技术,速度更快,控制灵活,占地面积小,是更先进的技术,也是未来的发展方向,缺点是价格高,损耗多。
.2 动态无功补偿技术的现状和发展前景
无功功率补偿是保持现代电网高质量运行一种主要手段,也是当今电气自动化技术及电力系统研究领域所面临一个重大课题,正受到越来越多的关注和重视。经过30多年的发展,静止无功补偿器(SVC)在国外已是相对成熟的技术,截至2000年底,全世界有近400套SVC,总容量约60Gvar的SVC在输配电系统运行;超过600套、总容量约40Gvar的SVC在工业部门使用,其中英国国家电网就有32套各种SVC装置在输电网中运行,它提高了北爱尔兰向伦敦南部等负荷中心的输电能力,除此以外,也稳定受端电压。SVC目前仍作为输配电系统中动态无功补偿的主要经济技术手段,ABB公司已给世界各国提供近400套SVC装置(其中输电网SVC约150套左右)[1]。论文网
我国输电系统在 1981 年将从ABB 公司引进的第四套SVC 投入到凤凰山变电站运行,至1990 年全国总共有五个500kV 变电站引用了6 套进口SVC 装置,容量在105-170Mvar 之间,型式为TCR+TSC 或固定电容器组(FC)[1]。它们都发挥过重要的作用,但它们的运行情况都不是太理想。主要原因是由于:它们的制造背景与中国电网不相适应(例如:电压等级),在和系统相互作用中会产生问题;早期技术陈旧,自动化程度低,对运行人员素质要求较高;后期技术服务不及时,又没有技术升级措施等。为了实现自主研发与生产,中国电力科学研究院一直致力于SVC技术的研究和开发。该院于2001年推出了TCR型SVC新平台,采用全数字化控制、封闭式纯水冷却、综合自动化、光电触发等一系列新技术,并成功应用到了电弧炉治理工程以及电网变电站的无功电压控制中,技术上已经同国外各大公司处于同等水平。根据国家电网公司2011年出台的《国家电网公司第一批重点推广新技术目录》,SVC技术在输电系统、冶金、矿山、铁路、石化等领域得到广泛应用,所依托的工程有大规模电力外送通道静止无功补偿系统(SVS)工程,新能源集中接入点SVC工程,可移动式静止无功补偿(RSVC)装置工程。而STATCOM技术以其优异的动态性能,在电网和工业企业中也得到较广泛应用。截至目前,国外研制成功并投入商业运行的STATCOM装置有数百套,绝大多数用于解决配电网中诸如电压波动和闪变、非对称动态无功补偿等电能质量问题,输电系统应用的大容量STATCOM装置仅十余套。国内STATCOM的研究起步稍晚,多数也是应用于工业用户的配电系统,其额定电压为10kV、容量在20Mvar以下。在国内,正常运行的输电系统STATCOM仅有1套,即2006年投运的上海西郊变电站35kV/±50MvarSTATCOM装置。目前正在进行35kV/+100Mvar及以上容量STATCOM的研制,年内将可投入运行。
随着我国近年来西电东送、南北互供和全国联网战略的实施以及智能电网和特高压电网的发展,为了提高电网输电能力与系统稳定性应因地制宜地采用动态无功补偿技术。随着我国电网的发展和直流输电工程的增多,在受端电网负荷中心地区应加大动态无功补偿技术的投入,以防止系统电压崩溃和直流输电出现连续换相而失败。当前国内电压等级最高、容量最大的静止无功补偿系统为龙泉桃乡500 kV变电站SVC系统——拥有两套额定输出容量为2x180Mvar,电压等级为66kV的静止无功补偿装置[18]。同时,伴随近5年智能电网和超/特高压电网的发展,特高压SVC的推广应用和35kV/+100Mvar STATCOM的示范应用以及推广应用将成为接下来几年内的重点推广项目。