大理大風(fēng)壩風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置選型及應(yīng)用

　　設(shè)備由TCR 和FC 兩部分組成，F(xiàn)C 向系統(tǒng)提供固定的容性無(wú)功并濾除高壓母線上的各次諧波；TCR 為晶閘管串聯(lián)電抗器裝置，由控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)跟蹤負(fù)荷變化來(lái)改變晶閘管觸發(fā)角，從而向系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)可變的感性無(wú)功。容性無(wú)功和感性無(wú)功的相位相反，二者相加將改變無(wú)功變化量，從而達(dá)到抑制電壓波動(dòng)、提高功率因數(shù)等作用。FC 是直掛于高壓母線下多組固定不變的濾波器，其濾波阻抗曲線固定不變，能將負(fù)荷變化過(guò)程產(chǎn)生變化的諧波有效濾除，達(dá)到國(guó)標(biāo)要求；TCR 快速跟蹤負(fù)荷變化（響應(yīng)時(shí)間小于10ms）。TCR–SVC 的特點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾方面：
　　響應(yīng)速度快，響應(yīng)時(shí)間小于10ms，且為平滑調(diào)節(jié)，足以滿足負(fù)荷動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償快速、精確的要求。
　　TCR+FC 型SVC 設(shè)備，通過(guò)FC 部分設(shè)置與電網(wǎng)特征諧波相同的濾波器對(duì)諧波進(jìn)行濾除。
　　將不對(duì)稱的電流進(jìn)行分解，可以得到正序和負(fù)序電流，其中負(fù)序電流將使電力系統(tǒng)中以負(fù)序電流為起動(dòng)元件的許多保護(hù)及自動(dòng)裝置產(chǎn)生誤動(dòng)作。由于負(fù)序及正序的相序相反，注入旋轉(zhuǎn)電機(jī)后產(chǎn)生附加電動(dòng)力，引起振動(dòng)及附加損耗。SVC 設(shè)備采用STEINMETZ 理論，可以有效地治理三相不平衡問(wèn)題，減小不平衡度。當(dāng)不平衡負(fù)荷中每相間負(fù)荷既有有功Pab、Pbc、Pca，又有無(wú)功Qab、Qbc、Qca 時(shí)，相間無(wú)功可用角接補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)來(lái)補(bǔ)償，不平衡有功可以用另外兩個(gè)相間電納來(lái)平衡。補(bǔ)償后的電路中，電流是完全平衡的，且功率因數(shù)為1。
　　SVC 設(shè)備直接安裝在高壓側(cè)，工作電流小。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，TCR型SVC 設(shè)備的平均損耗為設(shè)備補(bǔ)償容量的0.2%–0.3%。
　　TCR+FC 型SVC 通過(guò)調(diào)節(jié)晶閘管的觸發(fā)角來(lái)改變TCR 的無(wú)功輸出， TCR 觸發(fā)精度可以小于0.1 電角度，可以得到線性平滑的無(wú)功輸出。
　　TCR–SVC 電感平衡部分的結(jié)構(gòu)一般是由可控硅、平衡電抗器、控制設(shè)備及相應(yīng)的輔助設(shè)備組成，晶閘管要長(zhǎng)期運(yùn)行在高電壓和大電流工況下，容易被擊穿。晶閘管發(fā)熱量大，一般情況采用純水冷卻，除了要有一套水處理裝置可靠的水源而外，還需配有監(jiān)護(hù)維修人員。由于調(diào)整主電抗電感量只能靠控制可控硅器件的導(dǎo)通角，關(guān)閉則需靠交流電的過(guò)零特性，所以必然會(huì)產(chǎn)生不同程度的諧波電壓污染電網(wǎng)。需要較大的設(shè)備安裝和運(yùn)行工作位置，即占地面積很大。
　　（2） TSC–SVC 裝置
　　實(shí)際上，由斷路器（電磁型交流接觸器）操作的電容器和電抗器在電網(wǎng)中正在大量使用，可以說(shuō)這種補(bǔ)償技術(shù)是靜態(tài)的，因?yàn)樗荒芗皶r(shí)響應(yīng)無(wú)功功率的波動(dòng)。這種裝置以電磁型交流接觸器為投切開(kāi)關(guān)，由于受電容器承受涌流能力、放電時(shí)間及電容器分級(jí)以及接觸器操作頻率、使用壽命等因素制約，因而無(wú)法避免以下不足：
　　補(bǔ)償是有級(jí)的、定時(shí)的，因而補(bǔ)償精度差，跟隨性不強(qiáng)，不能適應(yīng)負(fù)荷變化快的場(chǎng)合；受交流接觸器操作頻率及壽命的限制，靜態(tài)補(bǔ)償裝置一般均設(shè)有投切延時(shí)功能，其延時(shí)時(shí)間一般為30s。對(duì)一般穩(wěn)定負(fù)荷，即負(fù)荷變化周期大于30s 的負(fù)荷，這類補(bǔ)償裝置是有效的，但對(duì)一些變化較快的負(fù)荷，如電梯、起重、電焊等，這類補(bǔ)償裝置就無(wú)法進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償。
　　不能做到無(wú)涌流投入電容器，對(duì)于接觸器加電抗器方案，增加損耗較大，對(duì)于容性接觸器方案，事故率較大，對(duì)金屬化電容器的使用壽命影響很大；目前，低壓電力電容器以金屬化自愈式電容器為主，這種電容器的引線噴金屬端面對(duì)涌流承受能力有限，因此，涌流的大小及次數(shù)是影響電容器使用壽命的主要因素。
　　運(yùn)行噪聲較大。 由于控制部分的負(fù)載是接觸器的線圈，在投切過(guò)程中，造成火花干擾，影響補(bǔ)償裝置的可靠性和使用壽命。
　　針對(duì)上述問(wèn)題，基于智能控制策略的TSC 補(bǔ)償裝置正在引起關(guān)注。事實(shí)上，如果能夠進(jìn)行動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償則能夠克服以上不足。
　　（3） MCR–SVC 裝置
　　MCR–SVC 裝置的技術(shù)優(yōu)勢(shì)有這樣幾點(diǎn)：
　　• 磁控電抗器不需要外接直流勵(lì)磁電源，完全由電抗器的內(nèi)部繞組來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；
　　• 通過(guò)控制可控硅的控制角進(jìn)行自動(dòng)控制，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào)，并且從最小容量到最大容量的過(guò)渡時(shí)間很短，因此可以真正實(shí)現(xiàn)柔性補(bǔ)償；
　　• 控制元件為低壓晶閘管，其端電壓僅為系統(tǒng)電壓的1％ –2％，無(wú)需傳并聯(lián)，運(yùn)行時(shí)不需要承受高電壓、大電流，安全可靠，發(fā)熱量很小，自然冷卻即可，無(wú)需輔助冷卻設(shè)備；
　　• 可控硅動(dòng)作，整流控制產(chǎn)生的諧波不流入外交流系統(tǒng)。
　　即使可控硅或二極管損壞，磁控電抗器也僅相當(dāng)于一臺(tái)空載變壓器，不影響系統(tǒng)其他裝置的運(yùn)行；