高压动态无功补偿装置作用及原理分析

　　高压动态无功补偿发生装置，即静止同步补偿器，又名静止无功发生器。由于其开关器件为IGBT，所以其动态补偿效果是早期的同步调相机、电容器和无功补偿装置不能比拟的，无功补偿装置以其较低谐波，较高的效率，较快速的动态响应，成为现代柔性交流输电系统中的重要设备。

      高压动态无功补偿发生装置

　　该装置主要用来补偿电网中频繁波动的无功功率，抑制电网闪变和谐波，提高电网的功率因数，改善高压配电网的供电质量和使用效率，进而降低网络损耗，有利于延长输电线路的使用寿命。

　　目前各种无功和谐波补偿的设备中，用于抑制谐波、补偿无功的方法主要有两类：一类是装设谐波无功补偿装置；另一类是对电力电子装置本身进行改造，使其在实现自身功能的同时不产生谐波，也不消耗无功，或者根据需要对其进行功率因数校正。

　　配电网高压无功补偿与谐波治理装置研发成功，并投入批量生产，可带来较大的社会效益，目前我国配电网中普遍存在着无功补偿不足、布置不合理的情况，存在着城乡电网与区域电网电容器容量倒置现象。10KV电压等级以上的配电电网用户无功需求量很大，有效合理的使用无功补偿与谐波治理装置，对配电网中的无功和谐波进行补偿，不仅可以达到节能降耗的目的，还可以减少用电装置的损害及由谐波引起的事故。

　　项目完成后，公司对该产品进行规模化批量生产，为社会节约大量能源，对推动国产设备替代进口设备起到积极的作用，带来巨大的社会效益。

　　传统的补偿谐波和无功电流的另一种方法是装设无源滤波器，通常由电力电容器、电抗器和电阻器串并联组合而成，该方法既可补偿谐波，又可补偿无功功率。目前我国常用的无功调节设备仍为机械式并联电抗器、投切电容器，这些静止型调压手段，因调节不连续、响应速度慢，很难满足系统运行方式快速变化时的需求。而另一种调压装置SVC，响应速度很快，但由于呈恒阻抗特性，使得在电压低时，无法提供所需的无功支持，因此应付突发事件的能力较弱，并且为了抑制谐波，必须装设滤波器，占地面积较大，此外，过多的SVC装置容易引发系统振荡。相比之下，新型无功补偿装置STATCOM则是较为有效的调压手段，它的无功电流输出可在很大电压变化范围内恒定，在电压低时仍能提供较强的无功支撑，并且可从感性到容性全范围内连续调节。

　　高压动态无功补偿装置的作用

　　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。 8、占地面积小，是同容量传统SVC的1/3到1/2，移动性、扩展性好。

　　9、SVG能在一定范围内提供有功功率，减少有功功率冲击；SVC只能提供无功功率；

　　10、SVG中电容、电感等元件采用了与SVC完全不同的技术和制作工艺，运行过程中电磁噪声显著降低； 11、SVG的运行损耗要比同容量SVC小2到3倍，运行成本低。 应用场合

　　电力行业（发电企业、电网公司、省电力公司、各地的供电公司）

　　风电场的无功动态补偿，即防止风电接入系统引起的一系列电能质量问题，也防止系统故障或干扰影响风机

　　中大型电网的枢纽变电站。指长距离送电的中点，或者大型负荷中心的变电站口 中低压系统对多个用户的无功与谐波进行集中补偿，尤其冲击型负荷较多的场合 中低压系统对无功进行动态补偿，以提高功率因数，节能降耗 电气化铁道及城市轨道交通行业

　　牵引供电系统的无功与谐波综合治理，改善电能质量，提高牵引能力，节能降耗 矿山 矿井提升机

　　各类粉碎机、破碎机、球磨机的集中补偿 钢铁与冶金行业

　　各类交直交型、交交变频的轧机，各类辊类负载 电弧炉，转炉的升降系统，电焊机，压焊机 钢水运送车

　　各类中频炉的谐波治理 各类整流、电解设备的谐波治理 石化和天然气行业

　　给较多中低压电机供电的变电站集中补偿 大型电机的无功就地动态补偿 造船业

　　码头与厂内的大型起重机设备，船闸控制系统集中补偿 主要参数

　　额定电压：6kV/10kV/27.5kV/35kV

　　额定输出容量：6kV/1.2Mvar~35kV/100Mvar 无功调节范围：从容性无功到感性无功连续平滑调节 安装方式：室内/箱式 响应时间：《1ms

　　并网前输出电压：THD《7% 并网后输出电压：THD《3% 输出三相不平衡度：《3% 运行效率：≥99％ 整机安装尺寸表

　　高压动态无功补偿装置的原理

　　高压动态无功补偿发生装置，即静止同步补偿器，又名静止无功发生器。由于其开关器件为IGBT，所以其动态补偿效果是早期的同步调相机、电容器和无功补偿装置不能比拟的，无功补偿装置以其较低谐波，较高的效率，较快速的动态响应，成为现代柔性交流输电系统中的重要设备。

　　该装置主要用来补偿电网中频繁波动的无功功率，抑制电网闪变和谐波，提高电网的功率因数，改善高压配电网的供电质量和使用效率，进而降低网络损耗，有利于延长输电线路的使用寿命。

　　目前各种无功和谐波补偿的设备中，用于抑制谐波、补偿无功的方法主要有两类：一类是装设谐波无功补偿装置；另一类是对电力电子装置本身进行改造，使其在实现自身功能的同时不产生谐波，也不消耗无功，或者根据需要对其进行功率因数校正。

　　配电网高压无功补偿与谐波治理装置研发成功，并投入批量生产，可带来较大的社会效益，目前我国配电网中普遍存在着无功补偿不足、布置不合理的情况，存在着城乡电网与区域电网电容器容量倒置现象。10KV电压等级以上的配电电网用户无功需求量很大，有效合理的使用无功补偿与谐波治理装置，对配电网中的无功和谐波进行补偿，不仅可以达到节能降耗的目的，还可以减少用电装置的损害及由谐波引起的事故。

　　项目完成后，公司对该产品进行规模化批量生产，为社会节约大量能源，对推动国产设备替代进口设备起到积极的作用，带来巨大的社会效益。

　　传统的补偿谐波和无功电流的另一种方法是装设无源滤波器，通常由电力电容器、电抗器和电阻器串并联组合而成，该方法既可补偿谐波，又可补偿无功功率。目前我国常用的无功调节设备仍为机械式并联电抗器、投切电容器，这些静止型调压手段，因调节不连续、响应速度慢，很难满足系统运行方式快速变化时的需求。而另一种调压装置SVC，响应速度很快，但由于呈恒阻抗特性，使得在电压低时，无法提供所需的无功支持，因此应付突发事件的能力较弱，并且为了抑制谐波，必须装设滤波器，占地面积较大，此外，过多的SVC装置容易引发系统振荡。相比之下，新型无功补偿装置STATCOM则是较为有效的调压手段，它的无功电流输出可在很大电压变化范围内恒定，在电压低时仍能提供较强的无功支撑，并且可从感性到容性全范围内连续调节。