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1、学校代码：10128 工程领域：电气工程 学号：20221200140昌孝玄人筝工程硕士专业学位论文开题报告姓 名:岳猾论文题目：某电力公司功率因数改善对策分析与实施学校导师：栗文义教授校外导师：杜亦伦 高级工程师内蒙古工业高校讨论生处2022年7月4 日开题报告要求参考标准：NB/T42043-2022高压静止同步补偿装置序号试验项目10,1213. M.恒无功掌握试验电压掌握试验无功功率补偿掌握试验功率因数补偿掌握试验谐波补偿掌握试验不平衡补偿掌握试验电流补偿掌握试验运行性能试验正常【:作电压范围测试响应时间测试从试验项目可以看出，性能试验是试验的核心部分项目，主:要验证产品的电带格式的：
2、突出显示 带格式的：突出显示 带格式的；突出显示 方能式电臾出显小 带格式的：突出而 带格式的：突出酝 带格式的：突出赤 带格式的：突出X示 带格式的：突出诉 带格式的：臾出诉 帝格式的：突出di 带格式的：突出赤 带格式的：突出酝 带格式的：突出袜 带格式的：突出显示 带格式的：突症系气性能指标是否达标，该部分试验的结果可以直接说明产品研发的质量以及无功 补偿力量。SVG性能试验主要分为运行模式试验以及运行性能试验两大类，详细 介绍如下：运行模式试验：该类试验项目主要验证SVG的各运行模式是否正确动作，是 否能准时响应并输出试验所规定的参数（容性无功、感性无功以及特定的输出波形）o 无功补偿
3、性能的凹凸，其中无功功率,.运行性能试验：该试验主要验证SVG的一些帮助功能以及精度，以保证SVG 能够正确稳定运行，并且精度掌握在标准要求范围内，提高功率因数。（3）爱护类试验该类试验与常规检查类试验的区分为该部分爱护的对象为电网以及产品本 身。当电网消失故障时，试品应能够正确准时动作：当试品或其他相关用户设施 消失故障时，也能准时动作从电网中切除，保证电网的稳定性。该类爱护的主要 使用项目有过/欠压爱护、过/欠频爱护、短路爱护等。功能验证在明确了 SVG试验所需进行的项目后，则需要对其功能进行针对性的验证， 一般都使用PSCAD对产品设计进行仿真验证（mu。PSCAD允许用户用图形的方式
4、建立电路、运行仿真、分析结果并在一个完全集成的图形化环境中管理数据。软 件同时包括的在线绘图功能、掌握和仪表，使得用户可在仿真运行过程中转变系 统参数，以对正在运行的仿真的结果进行观测。PSCAD供应了完整的已编程和经 过测试的仿真模型，包括简洁的无源元件和掌握功能，到更加简单的诸如电机、 完整的FACTS （敏捷沟通输电系统）设施、输电线路以及电缆。假如没有所需要 的模型，PSCAD供应了建立用户模型的渠道便划。通过该软件，搭建由高压谐波电源、高压功率电源、低穿支路以及补偿回路 组成的试验系统，就可以对补偿过程中所使用SVG的参数进行验证，以验证产品 是否满意要求。带格式的：突出显示一而于S
5、VG补偿的特别性，无需对补偿电容涉及电抗器进行参数选择，但针对 不同的电网环境，需要选择合适的SVG种类，以更好的提高功率因数。经过对本 项目电网环境条件分析之后，得出结论：，本项目所涉及电站中，电站补偿容量在15Mvar以下，建议使用35kV降 压式设施，15Mvar以上的补偿容量建议使用35kV宜挂式设施叫详细解糕如（1）直挂式绝缘要求更加严格，损耗更小，在大容量量级的前提下可以体， 现出优势：丸挂式在响应速度以及补偿波形方面都由于降压式，对于大容 电站无功更多，因此需要性能更加优越的SVG来进行无功补偿。（2）降压式在维护以及成本方面更占优势，对于小容量电站，由于经过 上级中,站补偿，无
6、功己经相对较少，功率因数较高，因此考虑成本因素，|隆即球对 式羊+ 格唱网米 带遍左M1齐洲2.置 ，位：o0.85字符,+级别：1 +1 对齐方式:+缩进位置：0.85带格式的：项目符的和编压式更占优势。2由于本项目输电环境比较恶劣（存在风沙、凹凸温、凝露等状况），建 议使用水冷式SVG。容量在12Mvar及以下采纳降压SVG的,可采纳风冷式SVG ”6）。 缘由如下：（1）水冷式为主动式冷却，对于大容量电站，发热量相对较大，采纳主动 冷却方代更能保证SVG的运行稳定性，为无功补偿供应保障。2、（2）风冷式为被动式冷却，小容量电站发热相对较少，因此可以采纳成1带格式的：突出显示|带格式的：首
7、行缩进：o字符，编号+级别：1 +编号样式：1, 2, 左恻+时齐位置:厘米3,起始编号：1 +对齐方式:0.85机米+缩进位置：0.85带格式的：项H符号和编；:带格式的：突出品示）预期结果 仿真内容前面没有涉及？这里突然消失？前后表述不全都？ ？ ？仿真前面有重 点写pscad .村如何通过型式试验来对SVG进行检测?？针对如何依据不同的电网 环境条件选择合适的SVG参数？针对如何实现功率因数的最大化提升？ ？（该部分还提上面三个问题有什么意义？）通过对本项目相关内容的讨论，预期达到的目的如下：（1）深化自身对于无功补偿相关原理的理解，深化广解该行业进展状况：（2）分析SVG在无功补偿领域
8、的优劣势，为行业在无功补偿装置选取上供 应参考：（3）依据对本项目的分析讨论，并结合试验与仿真，总结出适合于本项目 的无功补偿方案，为本项目在经济上以及提高功率因数方面供应支撑。注：内容填不下可加附页。查阅文献资料清单（230篇）黄色字体文献太低级？ ？序号题目刊物名称卷数期号年份页码1藏中电网SVC配置方案 及补偿策略分析电网技术820222136-214 22基于Matlab的TCR型 SVC装置优化设计与仿 真讨论电力电容器与无功 补偿5202227-333Optimal Placement of SVC for Static and Dynamic Voltage Security E
9、nhancementDe Gruyter20224中高压链式SVG掌握策 略电网技术22022495-5015SVC 与 STATCOM 在大 容最输电通道上的应用 比较电力系统爱护与掌 握24202277-81+876Novel STATCOM Controllers for Voltage Stabilization of Stand Alone Hybrid (Wind/Small Hydro) SchemesDe Gruyter20227无功补偿技术的讨论现代电子技术62022175-1788电力系统无功补偿技术 进呈现状信息通信1202248-51+579多站点无功补偿装置的 多目标
10、协调掌握中国电机工程学报42022587-58510静止无功补偿器运行特 性分析和掌握方法综述电力系统掌握与爱 护222022147-15411SVG自适应无功检测方 法及掌握系统的讨论电机工程学报S22022309-31412高压静止无功补偿器试 验及标准讨论高压电气62022234-24013柔性沟通输电系统装备机械3202246-5214柔性沟通输电技术 (FACTS)在现代电力系 统中的应用展望电子测试162022283-28415井下1140V链式静止同 步补偿器系统的设计讨 论电测与仪表10202287-9116谐波自补偿的静止同步 补偿器掌握方法低压电气242022517Mode
11、ling and Dynamic Analysis of STATCOM for Short-Temi Voltage Stability Improvement using EMTP/RVTaylor journal2022129-13418NB/T 42043-202219基于间接电流掌握的 SVG仿真讨论电器工业6202264-6520基于PSCAD仿真的柔 性直流输电技术讨论上海电气技术2202256-6321Research and Simulation ofSTATCOM Based on PSCAD/EMTDCTrans Tech2022141-14622PSCAD SVG Co
12、ntrol Sampling Algorithm Based on C Language Modeling and SimulationTrans Tech202277-8223中高压链式SVG掌握策 略电网技术22022495-50124lOkV用户受电工程 SVG应用讨论华北电力高校(北 京)5925SVG在光伏电站无功补 偿中的应用电力电容器与无功 补偿3202235-38+4426基于SVG调整配变三相 不平衡电流的应用讨论高乐电器5202248-5327级联SVG掌握策略及死 区补偿技术讨论电机与常握学报10202236-4128南方电网 35kV200Mvar 链式 STATCOM
13、现场试运行电力系统自动化192022122-13129基于直流供电的大功率 高压处式STATCOM的 换流锥等效试验电源学报5202294-9930基J- STATCOM的光伏 低电压穿越技术的应用 讨论电力学报22022116-122注：另加附页。校外导师意见:学校导师意见:院学位评定分委员会意见（从选题的理论性、前沿性、有用性等方面进行评价）：一、查阅国内外文献资料至少30篇（至少有5篇以上外文文 献）：二、详述选题目的和意义、工程背景、国内外进展动态、经济 价值及预期成果：三、简述论文要解决的问题和拟采纳的途径、试验设计方案与 论文完成方案；四、由工程硕士在本人所属工程领域的学院组织的开
14、题报告 会上进行报告，并接受质询；五、由导师和工程领域领导小组（由主管院长、导师等3-5人 组成）或学院学位评定分委员会对开题报告做出评价。选题背景（项目名称、来源、总经费、合作单位、完成时间和本人在该项目中担当的任务 简介）:项目名称：改善国合电力公司的功率因数对策分析与讨论来源：内蒙古国合电力有限责任公司作为内蒙古电力集团公司子公司，担当 着对蒙古国送电的重要政治使命。国合电力公司所辖国合220kV开闭站和国奥双 回线主要担当对蒙奥尤陶勒盖铜金矿送电的任务，同时这条送电线路是自治区首 条以220 r伏电压等级向境外供电的线路，线路全长约178. 3公里，其中中方境内 线路约82. 73公里
15、，蒙方境内线路建设约95. 6公里。对蒙送电这段时间以来，蒙方用电负荷不稳定，常因用电设施故障或是电力 设施检修等缘由，对端负载呈现较大幅度地下降，导致国合一侧功率因数无法满 意电力集团公司对国合公司要求-0. 9 （超前）一0.9的要求。虽国合一侧目前有3 组30Mvar220kV母线高抗，但仅能担当调整国合一侧电压过高的问题，无法动态 掌握国合一侧功率因数以满意电力集团公司要求。国合一侧功率因数低3会直 接降低供电设施的使用效率、增大输电线路损失程度，增加电压损失、减弱电压 质量以及发电的成本、提高企业用电成本，损耗输送质量等。因此，如何在可行 的范围内，有效掌握山负荷率低等各种潜在因素导
16、致的功率因数低下而产生的无 功电压问题，是目前供电企业都在乐观重点探究的问题，同时上述讨论领域也得 到了更多的重视。总经费：50万元合作单位：无完成时间：2022年12月本人在该项目中担当的任务简介：作为主要讨论人员，讨论分析公司供电系统中无功功率及无功电压、功率因 数之间的关系。针对在不同供电情景下提升功率因数，改善电压质量，讨论解决 方案。论文要解决的问题和拟采纳的技术路线：解决的问题：本文主要通过选用SVG来提高对蒙古国送电线路的功率因数。由于SVG质量 水平千差万别，因此需要通过型式试验来对SVG进行检测以筛选出合格高质量的 产品，并且需要依据不同的电网环境条件选择合适的SVG参数，以
17、实现功率因数 的最大化提升。详细的技术路线：如何通过型式试验来对SVG进行检测?1?如何依据不同的电网环境条件选择合适 的SVG参数？ ？如何实现功率因数的最大化提升？ ？ ？无功补偿设施的选取一试验系统的详细要求一依据标准分析试验项目一通 过仿真验证产品参数一依据电网状况选择合适的无功补偿设施。技术路线框图如图2所示:设符使用目的试吩系统要求无功补偿设 务种类的选 取N电补案 现送功 实装无对日方 合项偿图2技术路线框图上述路线中，由于型式试验的结果是由检测系统打算的，因此需要对检测系 统提出详细要求以满意对蒙古国送电线路所需SVG的检测力量。此外，试验项目 要主要以环境试验以及电性能试验为
18、主，以保证SVG的稳定性。最终，SVG产品 的选型需要考虑的输电线路的电压等级、送电容量以及环境状况，以实现无功补 偿的最大化，最大限度提高功率因数。论文完成方案：？支配到2022.42022年7月15日，完成开题报告初步编撰工作:2022年9月15口，完成开题报告修改整理工作:2022年10月30日，完成开题报告中期考核：2022年2月1日，完成论文初稿编写工作：2022年4月1日，完成论文导师审核、定稿工作。详述选题的目的意义、工程背景、国内外进展动态、试验设计方案及预期结果（在查阅资 料的基础上撰写）：目的意义：针对要解决的问题叙述？对于内蒙古电网，输电方式以沟通输电为主，由于输电线路中
19、存在对地电容, 此外负载大多以感性为主，这就不行避开的会产生无功。无功的增加不仅会降低 电网供电功率因数造成设施容量资源的铺张，还造成/电压的上升，影响设施绝 缘，加速设施老化，对系统产生不行逆的影响。因此，对于内蒙古电网，如何补 偿无功，提高系统的功率因数成为国合电力公司始终在讨论的问题。从电力系统进展至今，用到的无功补偿设施有静止无功补偿器（SVC）以及 静止无功发生器（SVG）,此外对于系统中产生的谐波，还有有源滤波器（APF） 供应有源滤波。其中SVC以及SVG凭借其较大的补偿容量，普遍应用于电网补偿 当中，两者补偿方式有所不同。SVC主要是由TCR （晶闸管掌握电抗器）或TSC （晶
20、闸管掌握电容器）以及补偿回路组成向，其原理为通过掌握系统内电容以 及电抗器的投切来进行相位补偿，由于大容量电容电抗本身在生产时即存在误 差，无功补偿效果不行避开的会受此影响。此外，补偿设施数量多，占地面积大, 给检修造成了极大困难：而SVG主要由IGBT组成，其主要原理为通过IGBT对补 偿电源波形进行处理，使其产生与系统谐波同相位但幅值相反的波形来抵消系统 谐波以达到无功补偿的目的。通过比较可以发觉，SVG由于完全依靠电力电子 器件进行无功补偿，补偿后电网的功率因数必定高于SVC,而且在经济性以及检修便捷性上也占优势，因此本项目选择SVG作为无功补偿设施。无功补偿设施的选择除了对设施种类的选
21、择之外，还要考虑其详细选型，从 而在保证经济性的同时实现高效的无功补偿，最大限度的提高功率因数。本论文 将通过分析内蒙古电网质量及特点，选择合适的SVG,并通过合理的试验项目对 SVG进行检测，保证其各项性能达到要求，最终到达提高系统功率因数的目的同 时还实现了成本的掌握，保证电网的健康运行。工程背景针对要解决的问题叙述？内蒙古国合电力有限责任公司（以下简称国合电力公司）所管辖的国合 220kV开闭站和国奥双回线担当着向蒙古国0T项目送电的重要任务。本项目采 纳先进的计算软件，对国合局部电网多种运行方式下的电压潮流进行计和，得出 运行稳定数据和边界条件，为电网平安经济运行供应技术保障，为电网规
22、划供应 指导意见。对国奥双回线给蒙古国0T项目供电工程进行多种运行方式潮流计算，分析 电网电压、0T侧负荷大小、功率因数、及补偿容量等多种因素对国合侧功率因 数的影响，并依据电网状况选择合适的补偿设施。1带格式的：行距：L5倍行距国内外进展动态 针对要解决的问题叙述？针对如何通过型式试验来对SVG进行 检测?？针对如何依据不同的电网环境条件选择合适的SVG参数？ ？针对如何实 现功率因数的最大化提升？ ？ ？（该部分是为选SVG供应数据支撑，提这三个问 题有什么意义？）无功补偿装置行业在国内外飞速进展，己经渗透到电能的产生、输送、安排 和应用的各个环节，广泛应用到工业系统、电力系统、交通系统、
23、通信系统、计 算机系统、新能源系统和日常生活中，是使用电能的其他全部产业的基础技术。 无功补偿技术从产生进展至今经受了同步调相机一开关投切固定电容一静止无 功补偿器（SVC） 一静止无功发生器（SVG又称STATCOM）等不同阶段“创,到目 前为止，国内广泛应用的仍旧是SVC,由于其昂扬的成本投入（需自带补偿电容 及电抗），使用SVG进行更新换代仍旧需要很长的周期。但随着电力电子技术的 进步进展，凭借着其优越的性能特点，SVG终将取代SVC成为今后无功补偿的 主要设施。近年来，国内无功补偿领域市场进展迅猛，生产厂家及产品数量都有大幅度的提升，据前瞻产业讨论院发布的2022-2023年中国电能质
24、量治理产业市场前 瞻与投资战略规划分析报告数据，2022年无功补偿装置行业实现销售收入550 亿元，而且近几年始终处于增长趋势。依据我国电网规划，到2022年我们我国 将建成特高压沟通变电站53座，变电容量3. 36亿千伏安依据设计规划，特 高压沟通变电站变电容量与所采纳的高压并联无功补偿装置容量存在约为I： 1 左右的比例关系。据此推断将来几年内在特高压沟通变电领域中对高压并联无功 补偿装置的市场需求平均每年约为8. 4亿元人民币。此外，特高压直流也将为无 功补偿装置的市场需求带来平均每年2. 4亿元左右的市场。因此特高压交直流工 程建设估计将为高压并联无功补偿装置带来年均10. 8亿元的市
25、场。国外对于SVG的讨论已经有10多年的历史，尤其是ABB以及西门子等厂家 已经占据了大部分的市场，而且仍在不断研发更新过程中。通过对国内外SVG进展状况的分析发觉，虽然现在SVG体量不如SVC,而且 相关技术仍旧在不断完善过程中，但行业内的各类企业对此赐予了足够重视，并 投入相当可观的资金来支持SVG的研发。这一切说明行业对于SVG在无功补偿领 域所体现的价值非常看好，SVG的补偿性能明显优于其他无功补偿设施，其成为 无功补偿的主流设施是行业进展的必定。综上所述，选择SVG作为本项目的无功补偿设施具有明显的优势。由于对蒙 古国送电线路长，需要的无功补偿设施多，对功率因数的要求高，选用SVG既
26、可 以实现对输电线路更好的补偿，又可以顺应今无功补偿行业进展的方向，在提高 功率因数的同时不至于由于技术的落后而过早的进行更新换代铺张资源。由于SVG生产厂家多而简单，在设施选用时就需要考虑多种因素。其一即为 业界口碑，业界口碑好的厂家一般都经过了长时间的考验，质量值得信任；此外 就需要检测其详细性能，在多家值得信任的厂家中需要通过检测其性能指标选择 精度更高、更稳定、无功补偿效果更好的产品，这就需要进行型式试验。试验设计方案针对要解决的问题叙述试验设计方案？针对如何通过空式试验来 对SVG进行检测?？针对如何依据不同的电网环境条件选择合适的SVG参数？ ？ 针对如何实现功率因数的最大化提升？
27、 ？（第一个问题见下而紫色部分，其次 个问题见上面蓝色部分，第三个不是问题，略微懂点的都知道整篇文章都是为了 回答第二个问题）SVG的补偿力量以及质量打算了本项目功率因数的凹凸。因此，在投入使用 前，肯定要对SVG进行检测，通过标准规定试验项目测试其性能及稳定性，确保 SVG能够稳定高效的运行。目前，国内有多家试验室已经具备柔性沟通输电（FACTS）试验系统，即针 对无功补偿类产品进行型式试验的力量，国内能够进行静止无功补偿装置（SVC、 SVG）产品检测的厂家主要有株洲南车时代电气股份有限公司、鞍山荣信电力电 子股份公司、中电普瑞公司和绍兴电力无功检测中心等1闭，并且“无功补偿和 电能质量治
28、理装置电气性能检测系统方案”已在我国能源局立项，并在由西安高 压电气讨论院中请，与青岛海检集团合资成立的试验室中运营。我国对于该试验 力量的重视程度可想而知。以下主要针对SVG试验系统，从试验系统介绍、试验 项0以及功能险证等三部分进行介绍。试验系统介绍柔性沟通输电试验系统主要由高压谐波电源、高压功率电源、低穿支路以及 补偿回路等组成。其各部分功能详细如下：（1）高压谐波电源高压谐波电源用于完成SVG的谐波补偿掌握试验以及电流补偿试验。在进行谐波补偿掌握试验时，高压谐波源应能够供应上一系列单次的谐波 N电流，谐波偏差要尽量小于标准规定值（5%）,并能供应最高谐波电流次数不 小于19次的谐波电流
29、（偶次谐波输出力量需要不高于13次偶次谐波）标。在进行电流补偿时，高压谐波电源应能供应最大补偿电流有效值不小于 的一系列顺便谐波电流，输出偏差不超过标准规定值（5%） o为满意谐波调整的敏捷性，高压谐波电源不应采纳SCR （可控硅）整流等谐 波含量和次数固定的谐波发生装置。（2）高压功率电源高压功率电源用于完成SVG不平衡补偿掌握试验。对于星形连接的SVG产品， 高压功率电源最大输出不平衡电流应不小于0.3% ,对于三角形连接的SVG产 品，高压功率电源最大输出不平衡电流应不小于输出偏差均不超过标准要求的输出值（5%） （3）低穿支路即低电压穿越支路，该支路主要作用为检测设施的低电压穿越力量，
30、在系统 掉电后的一段时间内，能够保证不脱网以避开后续补偿不准时而造成电网电能质 量的下降。低穿支路应能保证电压跌幅以及持续时间连续可调，并可以实现零电压穿越 力量以协作检测无功补偿设施承受电网故障瞬时断电及自恢复过程的力量的网。此外，随着无功补偿设施的进展，具有高电压穿越力量的补偿设施也已经部 分投入使用，因此该部分试验力量也会成为今后试验的重点项目.（4）补偿回路补偿问路主要用于在试验后对系统中仍旧存在的无功（试品补偿力量不足或 者系统补偿参数设置有误时）进行就地补偿，以保证整个试验过程中产生的无功 不会对电网造成冲击。以上4部分中，高压谐波电源以及高压功率电源可以采纳SVG对托的方式进 行
31、试验，而低穿支路以及补偿回路需要电抗器以及电容器协作进行。试验项目SVG可以进行的试验类型主要有出厂试验、型式试验以及讨论性试验附侬， 其中型式试验需要严格参照相关标准进行。由于SVG进展时间不长，相关标准体 系不完善，因此目前普遍采纳标准与行业技术要求相结合的方式进行试验。目前 主要依据的标准为NB/T 42043-2022高压静止同步补偿装置以及 GB/T20298-2006静止无功补偿装置（SVC）功能特性“加。试验主要分为常规检查类试验、性能试验以及爱护类试验等，详细介绍如下:（1）常规检查类试验该类试验主要为检查设施的外观、P防护等级、接线牢靠性以及绝缘耐压 状况等。由于本项目输电环境简单而恶劣，需要设施能保证在此环境下的使用寿 命，通过该部分试验即可验证设施防尘、防水以及承受其他恶劣环境条件的力量。带格式的：突出豆示（2）.性能试验SVG的主要性能试验见表1：表1 SVG性能试验列表1Ht