1无功补偿的发展史无功补偿对提高电能质量有着非常重要的效果和意义,是电力系统安全稳定运行极为关键的一部分。无功补偿装置的发展历程如下[7,8]:
第一阶段:并联电容器。并联电容器的原理和结构简单,具有使用和维修便捷的特点,是无功功率补偿发展的最早阶段。但是其容抗固定,所以只能进行非连续调节,无法实现动态补偿。其缺点还有因负电压效应带来的无功补偿能力差及因本身结构的原因造成当有谐波存在时可能发生并联谐振造成过电流。82683
第二阶段:同步调相机。同步调相机是上个世纪无功补偿中最常见的装置。它的主要原理是能够发出无功功率的同步电机,在不同的励磁状态下能够不同性质的无功功率,从而实现无功动态补偿。然而,它旋转电机的性质也带来了运行噪音、损耗大而且维护困难的缺点。
第三阶段:静止无功补偿装置(SVC,Static Var Compensator)。SVC是继同步调相机之后新晋的无功补偿装置。其主要优点是静止型,而且能够连续地实现动态无功补偿,响应的速度比较快。SVC的缺点是损耗和噪声比较大,而且电路中的电感或电容的电量很大,造成了设备体积及成本的增加。
第四阶段:静止无功发生器。自二十世纪八十年代以来,开关器件的革新推动一种更为高级的静止无功功率补偿装置开始进入人们的视线,即静止无功发生器(SVG,Static Var Generator),也可称之为静止调相器(STATCOM,Static Synchronous Compensator)。这种新型的补偿装置采用逆变电路并将其并网,合理的设计控制策略能够使其应对不同工况发不出不同性质的无功功率,本文以下简称为SVG。SVG的主要优点有体积小巧、反应灵敏,不仅可以补偿无功电流,而且能够补偿谐波电流。
理论总是先于实际,在二十世纪初,人们已经在理论上意识到通过逆变器并网来实现无功补偿,但是受当时器件制造水平的限制,没能投入于实际应用。近年来,制造技术的突飞猛进催生了各种全控型器件,SVG才得到广泛的注目并不断推广应用。
1980年初,历史上第一台SVG设备投入运行,由台日本关西电力公司与三菱电机公司共同研发制造,其补偿的容量是20Mvar。制造技术的突飞猛进催生了GTO、IGBT等先进的全控型器件,SVG的容量与电压等级得到极大的拓宽并应用于各个领域。1986年秋,美国西屋公司与美国电力研究院一起研发的静止无功发生器在纽约投运,这台容量为1Mvar的SVG首次采用了可以自关断的开关器件。1995年,美国电力科学院再次与西屋公司合作,研制了容量为100Mvar的SVG并在500kV变电站投入运行。1997年,丹麦的一所风场投入运行一台8Mvar的SVG,这是由西门子公司研发的。同年,美国AEP研发的160Mvar的SVG投入使用,SVG的容量得到进一步的提升。2005年,美国ABB公司独自研发了容量为100Mvar的SVG。近年来,欧美大部分国家均不断研发SVG并实际应用中取得了较为满意的成果[7,8]。
我国对SVG的研究虽然相对于其他国家起步略晚,但是近年来发展迅速。高校作为SVG研究的领头羊,发挥了很好的带头作用,华北电力大学、清华大学等高校都取得了引人瞩目的成果。1994年5月,清华大学与河南电力部门协同研制出我国首台SVG,其补偿容量是20Mvar。1999年夏季,容量为20Mvar的SVG成功地在洛阳220kV变电站实现并网,这是我国首次大容量SVG投入实际应用,具有里程碑式的意义。2006年,清华大学再次攻克难关,成功研发出采用H桥级联逆变器的SVG,其容量为50Mvar并于当年在上海成功投运。通过以上描述,我国对SVG的应用已达到兆乏级别并在这一领域已接近国际先进水平[8,9]。 SVG无功补偿国内外研究现状和发展趋势:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_97026.html