浅析无功补偿技术的发展趋势

垫３　Ｑ　Ｑ：　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　工业技术　浅析无功补偿技术的发展趋势　廖生兰　（重钢集团矿业有限公司大宝坡石灰石矿　重庆　４Ｏ１　３２５）　摘要：在低压供电系统中采用合理方式对用电设备进行滤波和无功功率的补偿，具有多方面的意义。它不促可以提高线路传输效率、　抑制谐波，同时能够稳定电网电压，提高电能质量。本文主要探讨了无功补偿技术，介绍了相关的研究热点。　关键词：低压供电系统　无功补偿　电网电压　中图分类号：ＴＭ７１４．３　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７４—０９８Ｘ（２０１Ｏ）０４（ｂ）一００６Ｏ－－０１　针对传统无功功率补偿方式中的一些　行无功补偿阳１。与ＳＶＣ相比，其调节速度　电力有源滤波器的研究仍存在一些问　问题，新型的智能化无功功率补偿方式正　更快且不需要大容量的电容、电感等储能　题，如电流中有高次谐波，单台容量低，成　在引起关注　，研究的热点包括：无涌流电　元件，谐波含量小，同容量占地面积小，在　本较高等。随着电力半导体器件向大容量、　容投切器、静止无功发生器、电力有源滤波　系统欠压条件下无功调节能力强。　高频化方向发展，这类既能补偿谐波又能　器、综合潮流控制器等。　根据直流侧采用的储能元件是电容还　补偿无功的装置必然有很好的发展前景。　是电感，可以将ＳＶＧ分为电压型和电流型　１无涌流电容投切器　两种。直流侧为电容元件的称为电压型　４综合潮流控制器　无涌流电容投切器是一种采用智能控　ＳＶＧ，如果将直流侧的电容器用电抗器代　综合潮流控制器（Ｕｎｉｆｉｅａ　Ｐｏｗｅｒ　Ｆｌｏｗ　制策略的无功补偿装置。无涌流电容投切　替，交流侧的串联电感用并联电容代替，则　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ－－ＵＰＦＣ）将一个由晶闸管换流器　器的基本工作原理是将大功率双向可控硅　成为电流型的ＳＶＧ。交流侧所接的电感￡　产生的交流电压串入并叠加在输电线路相　与磁保持继电器并联作为电容投切开关。　和电容Ｃ的作用分别为阻止高次谐波进入　电压上，使其幅值和相角皆可连续变化，从　投入时在电压过零瞬间控制可控硅先导　电网和吸收换相时产生的过电压。无论是　而实现线路有功和无功功率的准确调节，　通，稳定后再将磁保持继电器吸合导通，切　电压型，还是电流型的ｓＶＧ其动态补偿的　并可提高输送能力以及防止系统振荡。美　除时是先将磁保持继电器断开，可控硅延　机理是相同的。但考虑到实际应用的效能，　国西屋电气公司研制出一种简化的ＵＰＦＣ　时过零断开，从而实现电流过零切除。实现　大多采用电压型的电路结构。ＳＶＧ通过采　称为串联潮流控制器（Ｓｅｒｉａｌ　Ｐｏｗｅｒ　Ｆｌｏｗ　电压过零导通和电流过零断开，使电容投　用桥式电路的多重化技术、多电平技术或　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ＳＰＦＣ），其基本结构和ＳＶＧ类似，　切器在接通和断开的瞬间具有可控硅开关　脉宽调制技术进行处理，以消除较低次的　区别是其输出变压器串联接入输电线路。　无涌流的优点，而在正常接通期间又具有　谐波，并将较高次谐波限制在一定范围内；　ＳＰＦＣ造价明显低于ＵＰＦＣ，功能可与之相　物理开关无功耗的优点。因而投切电容时　而且由于ＳＶＧ不需储能元件来达到与系统　比且优于ＳＶＧ。中国电力科学研究院、东南　无涌流，运行时不发热，分断时不产生高　交换无功的目的，实际上它使用直流电容　大学、清华大学等单位也进行了理论研究　压，无火花，故障率低，克服了采用固态继　来维持稳定的直流电源电压，，ｕｓｖＣ使用　和仿真实验，研究结果表明：ＵＰＦＣ具有良　电器和复合开关投切电容器的不足。采用　的交流电容相比，直流电容量相对较小，成　好的效果和功能。　单片机控制投切，同时智能监控可控硅、磁　本较低；另￣ｂＳＶＧ向电网提供连续可控的感　目前，除ｓＶＣ、ＳＶＧ、电力有源滤波器和　保持继电器以及输入电源和负载的运行状　性和容性无功功率，可使电网功率因数为　综合潮流控制器等无功补偿方式外，人们　况，由它完成无功功率的测量及分析，进而　任意指令值、电流波形接近正弦，同时能调　还研究用于动态无功补偿的其他各种形式　控制无触点开关的投切，同时还可完成过　控电网电压，在ＳＶＧ系统电压很低的情况　的静止变流器，包括自换相桥式电路，交．　压、欠压保护和功率因数等参数的存贮和　下，仍能输出额定无功电流，而ＳＶｃＳｂ偿的　交变频电路以及交流斩波电路等。　显示。因此，与断路器操作的电容器装置相　无功电流随系统电压的降低而降低。正是　比，尽管单台无触点开关的造价比交流接　由于这些优点，使得ｓＶＧ在改善系统电能　５结语　触器高，但该装置特点：（１）无涌流，允许频　质量，提高稳定性方面具有ＳＶＣ无法比拟　在现阶段低压供电无功补偿领域中，　繁操作；（２）跟踪响应时间快，动态跟踪时间　的优点，这也显示出ＳＶＧ是今后静止无功　静止无功发生器（ＳＶＧ）是最新发展起来的　０．０２～２ｓ（可调）；（３）采用编码循环方式投切　补偿技术发展的主要方向。　无功补偿技术。与其他补偿方式相比，它不　电容器，可均匀使用电容器，从而延长整个　仅可以实时、精确地补偿无功功率，同时能　装置的使用寿命；（４）具有过压保护、缺相保　３电力有源滤波器　够起到滤波和抑制谐波的作用，因此正成　护及谐波分量超限保护等多种保护功能。　电力有源滤波器（ＡＰＦ）是一种用于动　为无功功率补偿领域的主要发展方向之　（５）由于采用了磁保持继电器，控制装置只　态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装　一。目前针对静止无功发生器的研究热点　在投切动作瞬间耗电，平时不耗电；且由于　置，它能够对大小和频率都变化的谐波以　主要集中在主电路结构优化、实时信号的　磁保持继电器的接触电阻小，因而不发热，　及变化的无功进行补偿，。根据直流侧储能　快速检测、系统的保护、滤波和抑制谐波以　这样就不用外加散热片或风扇，降低了成　元件的不同，也可以分为电压型和电流型　及控制算法的改进等方面。　本。真正达到了节能降耗的目的。无涌流　两种。目前实用的装置９０％以上为电压型。　电容投切技术因为诸多的优点，正成为低　从与补偿对象的连接方式来看，电力有源　参考文献　压供电系统无功功率补偿领域的重要途径　滤波器可分为并联型和串联型。并联型中　［１】荣芳．浅谈配电网动态无功补偿新技术　之一。　有单独使用、ＬＣ滤波器混合使用及注入电　ＳＴＡＴＣＯＭ［Ｊ】．电气应用．２００９，２８（１　３）．　路方式，目前并联型占实用装置的大多数。　［２］曹晓东．无功功率补偿装置在港口供电　２静止无功发生器　有源电力滤波器系统主要由两大部分　系统中应用［Ｊ】．港１３科技．２００９（６）．　静止无功发生器（ｓｔａｔｉｃ　ｖａｔ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ－　组成，即指令电流检测电路和补偿电流发　［３】黎志文．电网谐波与无功功率综合补偿　ＳＶＧ）又称静止同步补偿器（ＳＴＡＴＣＯＭ），它　生电路。指令电流检测电路的功能主要是　方式的原理和控制策略［Ｊ】．广东科技．　将功率开关构成的三相桥式变流电路直接　从负载电流中分离出谐波电流分量和基波　２００９（６）．　或通过电抗器并联到电网上。通过电压源　无功电流，然后将其反极性作用后发生补　逆变技术提供超前或滞后的无功功率，进　偿电流的指令信号。　６Ｏ　科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ