2019-01-03 11:17:02
无功补偿技术是一种很传统的电力技术,它这是代表了一个国家电力水平的高低,无功补偿通俗一点来说就是将低压变压器传输过来的无用功转变为有用功干式电抗器回收。静止无功发生器的基本原理就是将自换相桥式电路通过电抗器或者直接并联在电网上电抗器回收,适当地调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值,或者也是直接控制其交流侧电流,这就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流,从而实现了动态无功补偿的目的。这样:1、减少的线路损耗50%以上。就全国讲,线路的损耗约占据12%,其中主要的是无功分量引起的损耗,若是无功线损降低50%~60%,一年便可以节电500亿度左右,这相当于半个三峡工程的发电量废旧电抗器回收。这种不消耗一次能源,便可增大发电量的工程是绝好的绿色工程。且投资,。2、避免罚款。我国电力部及物价局“关于颁发《功率因数调整电费办法》通知”中规定,功率因数0.94时,减少电费1.1%,功率因数0.6时增加电费15%。例如一个315KVA的变压器,功率因数从0.6提高到0.94以上电抗器回收厂家,年奖罚差3~4万元。3、不额外投资,便实现扩容。进行无功补偿后,便可提高用电承载率,变压器可满负荷运行。例如一台315KVA的变压器,功率因数COSф=0.6负荷的变压器只能提供服务189KW的有功功率,不能承受300KW左右的容量,需购买一台500KVA的变压器替换。将功率因数由0.6提高到0.98,相当于扩大了63%,既有功由189KW提高到309KW可基本满足需要的容量,便节省了一台500KVA的变压器,经费约三四十万元。4、改善电能质量,延长了电器寿命,提高了产品质量。
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NSD3SVG静止无功发生器所谓SVG,就是指上自换相的电力半导体(IGBT、IGCT等)桥式变流器来进行动态无功补偿的装置。SVG要以根据负载特点和工况,自动调节其输出的无功功率的大小和性质。因此,从本质上讲,SVG要以等效为大小要连续调节的电容器或电抗器。随着非线性用电设备在电网中的大量投运,包括电机、电子整流等设备的普及,电能质量问题已经从“纯无功”过渡到“无功+谐波”,同时从纯静态无功增加到很多动态无功。传统的电容补偿不于适合这些变化,响应速度慢、补偿精度低、并联谐振等。安士缔电气依托美国NSD多年从事电能质量的技术优势,研制出的NSD3SVG系列静止无功发生器很好的解决了传统电容器补偿存在的问题;①模块化产品设计,支持在线扩容,不断电维护②可同时补偿容,达到功率因数0.99级补偿效果;③双DP控制,响应速度快,动态响应时间<50us;④适时跟踪,动态补偿,可随负载容量性质自适应补偿;⑤一机多能,可同时补偿功率因数和治理谐波;
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茂明风电场无功补偿的控制策略茂明风场无功补偿采用恒功率因数方式,电压电流取样点为升压站主变220kV侧电压、电流。控制采用开、闭环结合的控制方式。开环以满足SVC控制器的响应时间,确保系统对电压波动和闪变抑制的要求。闭环控制来调节被控TCR电流精度,以确保功率因数的稳定。可实现三相同时控制、分相控制和三相平衡化等多种控制方式。正常运行时,电容器全部投入运行,TCR接入35kV母线,无功补偿控制器接收到风场无功参数后,经过计算,可实现和功率因数运行,自动通过晶闸管调节无功补偿的动态容量。因风场无功补偿控制器安装在晶闸阀,为了更好的监控无功补偿状态,通过RS232接口接入南瑞自动化系统,能够在主控室很好的监视到无功补偿的运行状态,及各项运行参数。茂明风电场配置无功补偿的必要性探讨华能内蒙古茂明风电场一期工程是华能新能源公司在内蒙古西部地区投产的个风电项目。本工程总装机容量为49.5MW,采用由东方汽轮机厂生产的FD70B型1500kW双馈式异步风力发电机。从茂明风电场运行中看,风机能够按照定功率因数运行,监测风机发出的电能质量也较好,满足安全稳定的要求。主要是因为,风机自身在设备配置上采取了无功补偿及消谐措施,可以定功率因数运行,通过参数调整,还可以发出一定容量的容性无功,因此,在风机正常发电时,不投入无功补偿,也能保证输出的电能质量达到电网的要求。但这并不意味着配置无功补偿装置没有必要。
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风电场每台风机均配备一台35kV/690V的箱式变压器,并且采用架空集电线路输送至升压站,大量的变压器及线路会消耗大量的容性无功,因此,配备无功补偿主要是补偿变压器及线路的无功损耗。茂明风电场输电线路接入内蒙望海变电站,该变电站接入了四家风力发电场,装机总容量近350MW。由于配置风电容量较大,造成望海变电能质量较差,受风的影响较大,负荷调节能力较弱,因此当负荷变化较大时,或风电场突然切除,容易瞬时降低电网的电压,从而导致出现电压稳定问题。当电网电压波动较大时,风机出于自我保护,将切除负荷,造成电网电能质量更加恶劣,所以需要配置反映迅速的无功补偿装置,使其具有足够的无功吞吐调节能力和动态支撑,有效提高电压稳定裕度;在发生电网电压波动时,能够及时调节,以加强电场运行的稳定性。调试中注意的问题1散热问题晶闸管阀组的发热量很大,而阀组室因防尘等需要是封闭的,因此除了阀组单元本体配备的散热器外,还要配备一主一备两台大功率空调。阀组控制系统有温度故障保护,当温度大于正常运行温度时,自动弹出“温度保护”动作告警,当温度降低后才可重新启动SVC设备。因此,运行当中要加强对阀组室的巡检,如发现温度高,尽快做出散热措施(开备用空调等),以防止因温度过高造成SVC设备跳闸。2晶闸管击穿故障在调试过程中,晶闸管是整个系统中出现故障的元件,曾多次发生晶闸管击穿故障,当晶闸管击穿数量少于整定值(茂明风场为3个)时报警,但SVC系统还可正常运行,当超过整定值时,SVC报故障并立即跳闸。检查晶闸管两端电阻值是否正常,如正常,检查阻容吸收电路电阻阻值是否正常。
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在本工程调试过程中,晶闸管实际击穿的次数较多。主要原因是电网电压不稳定,而晶闸管的设计容量偏小(400A),后将所有晶闸管更换(700A)后问题得以解决。无功补偿装置的运行情况从我风场目前无功情况看,设备运行良好,多台风机投入运行后,均能控制良好的无功输出,具备良好的无功调节效果。当电网出现故障时能够有效的消除电压波动对风机的影响。通过华能茂明风电一期的基建安装、调试过程,以及SVC型静态无功补偿装置的调试、试运,我们对风力发电系统无功补偿的重要性有了更为深刻的认识,无功补偿装置的可靠运行及配置,对风电场安全、稳定、运行具有十分重要的作用。
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文经理
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