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国内外电网动态无功补偿的现状

澳门新葡萄娱乐官网下载国电网中目前使用最为广泛的补偿装置是机械投切的并联电容器组。为满足调压要求,在低压供电网络中装设了大量的并联电容器组,在中压配电网络中装设了少量的并联电容器组。20世纪70年代初,武汉钢铁公司在1.7CM轧机工程中进口了由比利时直流励磁饱和电抗器与日本电容器组成的静止补偿装置后,国内才对动态无功补偿问题引起了重视。自20世纪80年代以来,澳门新葡萄娱乐官网下载国对晶闸管控制的SVC投入了大量研发力量,目前已有了一定的技术基础,但高压大容量产品仍主要依靠进口。

目前,澳门新葡萄娱乐官网下载国输电系统中一共有5地6套大容量SVC投入使用,它们分别被装设在广东江门、湖南云田、湖北凤凰山(2套)、河南小刘以及辽宁沙岭的500KV变电站中。

此类SVC多为进口,其中有3套是ABB公司的产品。高电压等级下SVC面临的最为严重的问题是电容器爆炸,如广东江门500KV变电站中SVC运行5年后并联电容器爆炸,湖南云田500KV变电站中SVC自1988年以来发生了4次电容器组爆炸事故。

在380V~10KV配电系统中,近年来主要采用无平滑调节功能的TSC实现分级无功补偿

SVC在大型工矿企业中的应用较为广泛,在钢铁企业中的应用尤为突出,武汉钢铁公司、包头钢铁公司、宝山钢铁公司、济南钢铁公司、张家港沙钢铁公司、天津钢管公司等均装有该补偿装置。如济南钢铁公司中厚板厂二期工程在35KV母线上就安装了由西门子公司设计制造的一套容量为25MVAR的SVC,2001年底带负荷一次投运成功。

1999年3月,澳门新葡萄娱乐官网下载国第一台工业化STATCOM在河南省洛阳市朝阳变电站成功并网运行,标志着澳门新葡萄娱乐官网下载国掌握了高压大容量FACTS设备的设计制造技术【4】。该STATCOM基于GTO器件,主电路核心部分是电压型多重化逆变器,容量为±20MVAR,由清华大学电机系柔性输配电系统研究所与河南省电力局联合研制。为了进行机理研究,事先还研制了1台300KVAR中间工业试验装置,于1995年8月并网闭环运行。目前,清华大学电机系正和上海市电力局联合研制基于链式结构的±50MVARSTATCOM,它将应用于上海500KV电网中。

从国际范围来讲,目前SVC与STATCOM都已得到普遍的应用。SVC出现早,应用时间长,仅ABB公司,其目前在全世界投运的SVC就已超过370套,ABB与西门子两个公司已安装的SVC总容量约为9万MVAR(包括已退役装置)。STATCOM装置在20世纪主要以示范工程为主,从上世纪90年代末到本世纪初,STATCOM在日本及欧美得到了广泛应用,尤其是在冶金、铁道等需要快速动态无功补偿的场合。2001~2003年,美国在输电网接连投运了百MVAR级的大容量STATCOM,表明STATCOM在输电网中已完全进入实用阶段。由于都是基于电压源换流器技术,这些STATCOM装置仅通过改变母线接线方式,就可以变成背靠背的直流输电,能对电网的潮流进行更有效的控制。据ABB公司2001的统计,目前全世界SVC的投运容量超过32000MVAR,STATCOM的投运容量已超过1500MVAR。
 


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