SVG市场前景分析

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电抗器事业部研发二部

(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,功率因素COSф=0.6负荷的变压器只能提供优质服务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。 五、SVG简述

1、SVG 基本原理

SVG 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到电网上,适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位,或者直接控制其交流侧就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流,实现动态无功补偿的目的。典型的电压型SVG 的工作原理是:以二极管构成的整流桥从交流系统中吸取少量有功功率,对直流侧电容充电,保持电压稳定。控制器根据电网无功变化情况,通过6个全控型开关器件构成的三相逆变器向系统输入感性或容性无功。通过调节δ(δ为SVG 输出电压与U 的夹角的大小)就可以控制SVG 注入系统的无功功率。

下图为上海50Mvar、35kV SVG示范工程系统图

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2、SVG技术先进

SVG 可动态快速连续调节无功输出,最大限度满足功率因数补偿要求,任意时刻的功率因数达到0.98~1.0。和其他补偿设备比较起来,其具备以下优势与特点:

(1) 补偿性能强:动态快速连续调节无功输出,最大限度满足功率因数补偿要求,任意时刻的功率因数接近 1.0,而且同容量的SVG 型补偿效果比TCR 型高1.2 倍左右,设备投资效益高。

(2) 谐波特性好 :和TCR 相比,SVG 不产生谐波电流,而且能有效滤除矿井提升机等产生的各次谐波电流,很好的满足了煤矿无功补偿与谐波治理的综合需求。

(3) 占地面积小:由于自身没有谐波,不需要滤波器组,占地面积大大减小。只有 TCR 型补偿的一半以上。

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(4) 运行损耗低,效率高,噪音低。

(5) 可靠性高,维护量小:满足IGBT 功率模块N+1 运行方式,一个模块故障可旁路继续运行,可靠性大大提高。模块化设计,安装、调试工作量小,基本免维护。

3、SVG 控制方法

SVG 的电流控制包括无功补偿电流和有功电流的控制。无功补偿电流控制用于产生所需的无功补偿电流, 有功电流控制用于补偿有功损耗。SVG的控制器通常由内环控制器和外环控制器两部分组成,外环控制器主要通过一定的检测方法产生补偿电流的参考值,内环控制器的基本任务是产生一个同步的驱动信号,从而在装臵的实际输出电流和参考电流之间建立一种线性的关系。正是在从补偿电流参考值调节SVG 产生所需补偿电流的具体控制方法上,可以分为间接控制和直接控制两大类。电流间接控制。所谓间接控制,就是将SVG 当交流电压源看待,通过对交流器输出电压基波的相位和幅值进行控制, 来间接控制SVG 的交流侧电流,具体实施时有两种方案可供选择。控制分为单δ控制、电流直接控制。电流直接控制的基本思想是使用适当的PWM 策略对系统的瞬时无功电流进行处理,然后使用该PWM脉冲信号去驱动变流器中可控电力电子器件的门极。从而控制变流器的输出电流瞬时值与系统的瞬时无功电流在允许的偏差范围内。近年来,由于控制理论的发展,出现了许多较新的控制方法,如:智能控制、神经网络控制和专家控制等,相信以后这些控制方法将在SVG 控制中产生巨大的作用。

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4、发展历程

日本关西电力公司与三菱电机公司共同研制并于1980 年1 月投运了世界上首SVG 的样机,容量为20Mvar。1986 年10 月,由美国国家电力研究院和西屋公司研制的1Mvar 的SVG 装臵投入运行,这是世界上首台采用大功率GTO 作为逆变器元件的静止补偿器。随后,1991 年和1994 年,日本和美国又相继研制出80Mvar 和100MvarSVG。1995 年,清华大学和河南电力局共同研制出了我国第一台SVG,容量为100kvar,开辟了我国研制补偿设备的先河。2000 年,清华大学和河南电力局又成功研制出一台20Mvar 的SVG 并投入电网运行。

5、发展方向

目前, 国内外研制的SVG 装臵大都是基于GTO 器件的二电平压型逆变器。虽然GTO 耐压高、容量大,但需要专门的缓冲电路,且损耗大。鉴于上述原因,将新技术、新材料用于SVG 以改善其性能的研究一直没有中断过,并且已经取得初步进展,这为SVG 未来的发展指明了方向。新的电力电子器件在SVG 中的应用。目前在IGBT 基础上发展而成的新一代大功率器件,即电子注入增强门极晶体管(IEGT) 已进入实用阶段。IEGT 具有导通压降低、工作频率高、电压型门极驱动、安全工作区宽、易于串联使用等优点。这些良好的性能使之很适用与SVG 等大容量、工作频率高的电力电子装臵。有理由相信,在未来的柔性交流输电系统中,它会得到广泛的应用。新技术新材料在SVG 中的应用。电流型逆变器CSI 应用范围相对于电压型逆

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