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      無功補償技術

      發布時間:2017-05-11 10:26 來源:未知 作者:admin 點擊次數:

      (一)技術概述

      無功補償與有功電源一樣,是保證電能質量和電網安全運行不可缺少的部分。對于電網,無功補償可提高電網的功率因數,提高電壓質量,同時還可提高輸配電設備和線路的利用率,增大電力輸送能力,對降損節電、安全可靠運行有著極為重要的意義。對于終端用電戶,無功補償可提高設備利用率,減少設備容量,降低線損,節省電費支出。
      在供電系統中,為了節能降損,提高電壓質量和電網經濟運行水平,經常采用各種無功補償裝置。合理的無功補償點的選擇以及補償容量的確定,能有效地維持系統的電壓水平,提高系統的電壓穩定性,避免大量無功的遠距離傳輸,從而降低有功網損,減少發電費用。而且由于我國配電網長期以來無功缺乏,由其造成的網損相當大,因此無功功率補償是降損措施中投資少回報高的方案。一般配電網無功補償方式有:變電站集中補償方式、低壓集中補償方式、桿上無功補償方式和用戶終端分散補償方式。此類技術的節電效果一般為3%-10%。
      無功補償新技術主要包含:并聯無功補償,無功補償兼濾波方式、濾波器組方式、常規電容器加濾波器方式、靜態型動態無功補償裝置、組合型動態無功補償裝置、濾波型動態無功補償方式、有源濾波器,混合濾波器等技術。
      下面重點介紹最常用的兩項無功補償技術:
      1、低壓動態無功補償技術
      (1)技術原理
      以電爐冶煉系統無功功率和諧波電流的實際問題和特點為例,采用低壓動態無功補償技術,使得電爐冶煉系統在冶煉過程中交流母排、電爐裝置等部分需要的無功功率,不需要經過低壓交流側通過交流母排、變壓器、供電網絡流轉后和一次側電網或高壓側的無功補償裝置交換;通過動態實時綜合控制,使無功功率大部分的交換發生在電爐低壓交流側無功功率補償裝置中,達到動態實時補償無功功率的目的,減小無功電流和總電流,能有效動態地控制電爐冶煉系統的無功功率,減小無功消耗。同時,電爐冶煉裝置等產生的5次、7次、11次、13次、17次等諧波電流,通過靜止無功功率發生器(SVG),利用可控的大功率半導體器件向交流母排注入與諧波電流幅值相等、相位相反的電流,使交流母排上的總諧波電流為零并使無功功率趨于無限小。電爐變壓器產生的諧波電流不經過交流母排和電爐變壓器流轉,大幅度縮短了流轉路徑、減小了諧波電流幅值和總電流,能有效動態地控制冶煉系統的諧波電流,使得諧波產生的消耗大幅度減小。
      (2)技術效果、效益
      補償系統進入自動投切模式后,功率因數最高可達到0.98;
      補償系統投入前后三相有功率的偏差小于單項平均功率的5%,即系統三相功率不平衡≤5%;
      超標諧波電壓與諧波電流均不超過國家標準;
      補償系統進入自動投切模式后有功功率增加16%以上;
      補償系統進入自動投切模式后無功功率減小40%以上。
      2、動態諧波抑制及無功補償綜合節能技術
      (1)技術原理
      檢測采用FBD法,控制算法為無差拍電流控制,針對負載需要進行單補無功功率、抑制全部諧波、補償無功和抑制諧波、抑制某些次諧波、補償三相不平衡。實時檢測電網無功和諧波電流,并輸出反向電流以抵消無功和諧波電流。
      (2)技術效果、效益
      在額定范圍內功率因數(補償后)可達0.96以上,在額定范圍內總諧波畸變率可控制在6%以下。

      (二)相關政策

      2007年7月3日,國家發改委、國家環??偩钟“l了《關于印發煤炭工業節能減排工作意見的通知》(發改能源[2007]1456號),《通知》中明確要求“負荷變化大的機電設備,宜采用變頻等調速技術,并應用電源污染治理技術,消除高次諧波,抑制瞬流浪涌,調節無功功率,提高功率因數。條件具備時,宜采用動態無功補償和就地無功補償,礦井平均功率因數不得低于0.9。”
      2007年12月20日,交通部下發的《關于港口節能減排工作的指導意見》中指出,“新建港區或在老港區電網改造時,應與供電部門相結合,積極采用先進技術,治理高次諧波,減少高次諧波產生的附加損耗,提高港區電網供電質量。”
      2009年4月,國家認監委發布第19號公告,《關于低壓成套無功率補償裝置強制性認證標準換版有關要求的公告》,對低壓成套無功功率補償裝置實行新的強制性認證標準。

      (三)技術應用情況

      動態諧波抑制及無功補償是一種代表未來發展趨勢的電能質量綜合治理設備,在電力系統、工業企業、市政設施中均可應用,應用領域廣闊。動態諧波抑制及無功補償設備的大規模應用能夠在很大程度上解決配網的無功、諧波、三相不平衡等問題,更好避免無功功率造成的配網線損,提高用電效率,節約電能,降低電力公司的營銷成本,提高利潤水平。預計該技術到2015年時能推廣到15%,形成節能能力5萬tce/a。
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