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向陽風電場磁閥控制電抗器(MCR)型動態無功補償裝置運行分析

2011-03-28 來源:中國風電資訊 瀏覽數:2706

  一、MCR型靜止式動態無功補償裝置的演變:
  在早期的并聯補償技術中,動態無功補償設備一般采用同步調相機、電抗器、電容器等,至今一些地方還在廣泛應用。隨著現代控制技術的進步,其整體性能也隨之有了較大的提高,但是,由于其運行過程中存在運動部件,使其操作、維護困難,另外,還存在結構復雜、投資高、電力損耗大等缺點,使其推廣、應用受到制約,并且逐漸被靜止式動態無功補償設備所取代。
  靜止式動態無功補償裝置(Static VarCompensate)應用于電力系統中,對系統產生的作用有:①增強系統的暫態穩定性。SVC安裝于中長距離輸電線路終點可以改善系統的暫態穩定性。②有力地支持系統電壓,防止電壓崩潰。系統發生故障或者負荷電流(尤其是無功電流)急劇增高的瞬間,SVC 能夠對系統進行瞬時無功補償來支撐電壓以抑制電壓崩潰的趨勢。③有效地阻尼系統振蕩。SVC可以用極高的速度平滑地調節無功和電壓,具有調制狀態下工作的可能。④可以根據系統需要發出容性無功和感性無功。⑤可以抑制負荷電壓波動和閃變,校正功率因數,有效改善電能質量,節能降耗。
  在電能質量高污染行業,解決非線性、高沖擊負荷帶來的各種問題,主要還是采用TCR型SVC和MCR型SVC這兩種靜止型動態無功補償設備。八十年代以來,TCR型SVC經過不斷的發展,成為主要應用的動態無功補償設備,解決了大量的動態無功補償問題,它以響應速度快,技術相對成熟以及可控硅(SCR)器件可靠性高于可關斷晶閘管(GTO)、電力晶體管(IGBT、IGCT等)。但是,即使經過了20多年以來的發展,還是無法擺脫自身難以克服的固有缺陷,阻礙了它廣泛推廣應用的步伐,歸納起來總結如下:
  1、SCR技術可靠性、穩定性不高雖然SCR技術發展迅速,性能得到了很大的提高;但是,由單只SCR串聯組成的閥組,因為SCR特性的制造離散性以及SCR串聯均壓問題等致命因素,降低了閥組的整體可靠性。而且,接入系統電壓等級越高這種情況也就越嚴重,極易造成運行過程中任何一只SCR擊穿,都會使閥組整體損壞。
  2、運行時產生的諧波嚴重
  由TCR型SVC的工作方式可以看出,其運行過程中,必定會向系統注入大量諧波。實踐證明,所產生的諧波電流總畸變率THDI應在20%左右。即使采用了減輕諧波的主接線方式,5、7次諧波的含量依然相當豐富。因此,即便是用電負載自身不產生諧波,也需要加裝濾波設備,并且增加了系統產生諧振的可能性。 在TCR中除可控硅全導通或關斷之外,其它工況下電流都是非正弦的,所以它是一個諧波源。
  3、設備構造復雜,成本造價高
  為保證閥組中每只SCR都能夠正確可靠導通,其觸發、監控和保護等系統必須穩定、可靠,這就使控制系統變得復雜。從其發展歷程不難看出,早期的電磁觸發到目前的光觸發,雖然設備的整體可靠性在增加,但設備投資成本也相應增加。另外,由于SCR閥組的容量與相控電抗器容量相同,需采用更有效的冷卻設備,以保證SCR閥組的正常工作,且容量越大冷卻方式就越發顯得重要,更進一步增加了系統的復雜程度和設備造價。
  4、設備體積龐大,增加建設費用
  由于相控電抗器是采用了“干式空心”的結構形式,安裝時考慮到對其他設備和設施的影響,需要單獨放置,SCR閥組對安裝廠房也有一定的要求,而且濾波設備的占地面積很大,使得諸TCR型SVC的占地非常大,增加了項目建設資金。
  5、維護工作量大,運行費用高

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