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1、 XDVARXDVAR系列有源动态无功和谐系列有源动态无功和谐波补偿装置波补偿装置New Type power compensation New Type power compensation TechnologyTechnology（S Static tatic V Varar G Generatorenerator）天津天津市市先导倍尔电气有限公司先导倍尔电气有限公司XDEXDE2023/1/26Main ContentMain Content无功补偿的义意与用户侧电能质量问题无功补偿的义意与用户侧电能质量问题1Comparison SVC and SVG2 Series of SVG3A
2、pplication of SVG in overseas and in China4清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所2电网电压稳定与用户侧电能质量问题电网电压稳定与用户侧电能质量问题1清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所3无功的定义无功的定义无功功率无功功率:电源能量与感性负载线圈中磁场能量或容性负电源能量与感性负载线圈中磁场能量或容性负载电容中的电场能量之间进行着可逆的能量交换而占有的载电容中的电场能量之间进行着可逆的能量交换而占有的电网容量叫无功，电网容量叫无功，Q Q表示这种能量交换的幅度。无功功率表示
3、这种能量交换的幅度。无功功率的表达式：的表达式：Q=Q=UIsinUIsin 式中无功的单位为式中无功的单位为VarVar（乏），线电压的单位为乏），线电压的单位为V V（伏），伏），视在电流视在电流I I单位为单位为A A（安）安）。功率因数：在正弦电路中，功率因数是由电压和电流之间功率因数：在正弦电路中，功率因数是由电压和电流之间的相角差决定的，这种情况下，功率因数常用的相角差决定的，这种情况下，功率因数常用COSCOS表示。表示。视在功率视在功率S=UI,S=UI,有功功率有功功率P=P=UIcosUIcos coscos=P/S=P/S清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机
4、系柔性交流输配电系统研究所4无功的分类无功的分类1、感性无功：感性无功：感性无功：感性无功：电流矢量滞后电压矢量电流矢量滞后电压矢量9090度。度。如：电动机、变压器线圈、晶闸管变流设备等。如：电动机、变压器线圈、晶闸管变流设备等。2 2、容性无功：容性无功：容性无功：容性无功：电流矢量超前电压矢量电流矢量超前电压矢量9090度。度。如：电容器、电缆输配电线路、电力电子超前控制设备等。如：电容器、电缆输配电线路、电力电子超前控制设备等。3 3、基波无功：基波无功：基波无功：基波无功：与电源频率相等的无功。与电源频率相等的无功。4 4、谐波无功：谐波无功：谐波无功：谐波无功：与电源频率不相等的无
5、功。与电源频率不相等的无功。清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所5无功功率的影响无功功率的影响增加设备的容量。无功功率的增加，会导致电流增大和视增加设备的容量。无功功率的增加，会导致电流增大和视增加设备的容量。无功功率的增加，会导致电流增大和视增加设备的容量。无功功率的增加，会导致电流增大和视在功率的增加，从而使发电机、变压器及其它电气设备的在功率的增加，从而使发电机、变压器及其它电气设备的在功率的增加，从而使发电机、变压器及其它电气设备的在功率的增加，从而使发电机、变压器及其它电气设备的容量和导线容量增加。容量和导线容量增加。容量和导线容量增加。容量和
6、导线容量增加。设备及线路损耗增加。设备及线路损耗增加。设备及线路损耗增加。设备及线路损耗增加。使线路及变压器的电压降增大，如果是冲击性无功功率负使线路及变压器的电压降增大，如果是冲击性无功功率负使线路及变压器的电压降增大，如果是冲击性无功功率负使线路及变压器的电压降增大，如果是冲击性无功功率负载，还会使电压产生剧烈波动，使供电质量严重降低。载，还会使电压产生剧烈波动，使供电质量严重降低。载，还会使电压产生剧烈波动，使供电质量严重降低。载，还会使电压产生剧烈波动，使供电质量严重降低。清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所6谐波基本概念谐波基本概念谐波的基本概
7、念 频率为1/T的分量为基波，频率为大于1的整数倍基波（50Hz中国）频率的分量称为谐波。谐波次数为谐波频率和基波频率的整数比。电压HRUn和电流HRIn电压和电流总谐波畸变率清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所7谐波的危害谐波的危害谐波使公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率，大量的3次谐波电流流过中线时会使线路过热甚至发生火灾。谐波影响各种电气设备正常工作。谐波会引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大。谐波会导致继电保护和自动装置误动作，并会使电气测量仪表计量不准确。谐波对通讯线路的干扰。清华大学电机系
8、柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所8高次谐波三相六脉波整流电路有哪些谐波 三相整流设备含有5、7、11、13等次（6n1）的高次谐波，含量为基波的1/5，1/7，1/11，1/131/（6n1）高次谐波含量为：即清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所9高次谐波六相十二脉波整流电路有哪些谐波六相十二脉波整流电路含有：11、13、23、25（12n1）次高次谐波，高次谐波电流含量是：即清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所10各类多相整流器产生的谐波次数各类多相整流器产生的谐波次数 v由右表可见
9、，增加变流器的相数可有效地消除低次谐波，整流相数越多，所产生的谐波分量越少。目前在轧钢机和电冶金、电解整流电源工程中多数采用12相、24相整流技术，对特大容量的也采用36相、48相整流。v交流电弧炉非对称产生偶次谐波。整流相数注入电网的谐波次数65、7、11、13、17、19、23、251211、13、23、25、352423、253635、37清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所11什么叫无功补偿什么叫无功补偿无功补偿：指根据电网中的无功类型，人为地补偿容性无功或指根据电网中的无功类型，人为地补偿容性无功或感性无功来抵消线路中的无功功率。是为了减小供配
10、电感性无功来抵消线路中的无功功率。是为了减小供配电线路中往复交换的无功功率，提高供配电线路的利用率。线路中往复交换的无功功率，提高供配电线路的利用率。无功功率有那些影响：无功功率不做功，但占用电网容量和导线截面积，无功功率不做功，但占用电网容量和导线截面积，造成线路压降增大，使供配造成线路压降增大，使供配电设备过载，谐波无功使电电设备过载，谐波无功使电网受到污染，甚至会引起电网振荡颠覆。网受到污染，甚至会引起电网振荡颠覆。清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所12无功补偿的主要作用无功补偿的主要作用提高供用电系统及负载的功率因数，降低设备容量，减少提高供用
11、电系统及负载的功率因数，降低设备容量，减少提高供用电系统及负载的功率因数，降低设备容量，减少提高供用电系统及负载的功率因数，降低设备容量，减少功率损耗。功率损耗。功率损耗。功率损耗。稳定受电端及电网的电压，提高供电质量。稳定受电端及电网的电压，提高供电质量。稳定受电端及电网的电压，提高供电质量。稳定受电端及电网的电压，提高供电质量。在电气化铁道等三相负载不平衡的场合，通过适当的无功在电气化铁道等三相负载不平衡的场合，通过适当的无功在电气化铁道等三相负载不平衡的场合，通过适当的无功在电气化铁道等三相负载不平衡的场合，通过适当的无功补偿可以平衡三相的有功及无功负载。补偿可以平衡三相的有功及无功负载
12、。补偿可以平衡三相的有功及无功负载。补偿可以平衡三相的有功及无功负载。清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所13动态无功补偿的功能动态无功补偿的功能v1 1、对动态无功负荷的功率因数校正。、对动态无功负荷的功率因数校正。v2 2、改善电压调整。、改善电压调整。v3 3、提高电力系统的静态和动态稳定性，阻尼功率、提高电力系统的静态和动态稳定性，阻尼功率振荡。振荡。v4 4、降低过电压。、降低过电压。v5 5、减少电压闪烁。、减少电压闪烁。v6 6、阻尼次同步振荡。、阻尼次同步振荡。v7 7、减少电压和电流的不平衡。、减少电压和电流的不平衡。清华大学电机系柔性
13、交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所14动补与静补的主要区别及优点静补投切速度慢，不适合负载变化频繁的场合，容易产生静补投切速度慢，不适合负载变化频繁的场合，容易产生欠补或者过补偿，造成电网电压波动，损坏用电设备；并欠补或者过补偿，造成电网电压波动，损坏用电设备；并且有触点投切设备寿命短，噪声大，维护量大，影响电容且有触点投切设备寿命短，噪声大，维护量大，影响电容器使用寿命。器使用寿命。动补可对任何负载情况进行实时快速补偿，并有稳定电网动补可对任何负载情况进行实时快速补偿，并有稳定电网电压功能，提高电网质量，同时具备治理谐波的功能。电压功能，提高电网质量，同时具备治理谐波
14、的功能。清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所15无功补偿的方法无功补偿的方法同步发电机同步发电机同步发电机同步发电机：调整励磁电流，使其在超前功率因数下运行，：调整励磁电流，使其在超前功率因数下运行，：调整励磁电流，使其在超前功率因数下运行，：调整励磁电流，使其在超前功率因数下运行，输出有功功率的同时输出无功功率。输出有功功率的同时输出无功功率。输出有功功率的同时输出无功功率。输出有功功率的同时输出无功功率。同步电动机同步电动机同步电动机同步电动机：与前者的区别主要在于发电机位于发电厂，：与前者的区别主要在于发电机位于发电厂，：与前者的区别主要在于发电机
15、位于发电厂，：与前者的区别主要在于发电机位于发电厂，而电动机位于用户处。而电动机位于用户处。而电动机位于用户处。而电动机位于用户处。同步调相机同步调相机同步调相机同步调相机：当同步电动机不带负载而空载运行，专门向：当同步电动机不带负载而空载运行，专门向：当同步电动机不带负载而空载运行，专门向：当同步电动机不带负载而空载运行，专门向电网输送无功功率时，称为同步调相机。主要装于枢纽变电网输送无功功率时，称为同步调相机。主要装于枢纽变电网输送无功功率时，称为同步调相机。主要装于枢纽变电网输送无功功率时，称为同步调相机。主要装于枢纽变电所。电所。电所。电所。并联电容器并联电容器并联电容器并联电容器：可
16、提供超前的（容性）无功功率，多装于降：可提供超前的（容性）无功功率，多装于降：可提供超前的（容性）无功功率，多装于降：可提供超前的（容性）无功功率，多装于降压变电所，亦可就地补偿。压变电所，亦可就地补偿。压变电所，亦可就地补偿。压变电所，亦可就地补偿。静止无功补偿装置静止无功补偿装置静止无功补偿装置静止无功补偿装置：具有调相机的功能，如：具有调相机的功能，如：具有调相机的功能，如：具有调相机的功能，如SVGSVGSVGSVG、SVCSVCSVCSVC。清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所16无功补偿的三种主要形式无功补偿的三种主要形式MSC/MSR机械投
17、切式机械投切式电容电容/电抗电抗交流电抗器 机械式开关交流电容器组SVCStatic Var Compensator交流电抗器晶闸管阀控制和保护变压器交流电容器组SVGS Static tatic V Varar G GeneratoreneratorGTO/IGBT/IGCT阀控制与保护变压器直流电容清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所17同步发电机同步发电机发电机在发电机在额定状态下额定状态下运行时，可发出无功功率：运行时，可发出无功功率：发电机在发电机在非额定功率因数下非额定功率因数下运行时可能发出的无功功率运行时可能发出的无功功率发电机的发电机的
18、P-QP-Q极限极限1 1）当发电机低于额定功率因数运行时当发电机低于额定功率因数运行时，能增加输出的无功功率，但发电机的视在功率，能增加输出的无功功率，但发电机的视在功率因取决于励磁电流不超过额定值的条件，将低于其额定（因取决于励磁电流不超过额定值的条件，将低于其额定（2 2）当发电机高于额定功率因当发电机高于额定功率因数运行时数运行时，励磁电流不再是限制条件，原动机的机械功率又成了限制条件。（，励磁电流不再是限制条件，原动机的机械功率又成了限制条件。（3 3）发电）发电机只有在额定电压、额定电流和额定功率因数（即运行点机只有在额定电压、额定电流和额定功率因数（即运行点C C）下运行时视在功
19、率才能达下运行时视在功率才能达到额定值，使其容量得到最充分的利用。到额定值，使其容量得到最充分的利用。清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所18同步调相机同步调相机同步调相机同步调相机相当于空载运行的同步电动机相当于空载运行的同步电动机。在在过励磁过励磁运行时，它向系统供给感性无功功率而起无功电源的作用，能提高运行时，它向系统供给感性无功功率而起无功电源的作用，能提高系统电压；系统电压；在在欠励磁欠励磁运行时（欠励磁最大容量只有过励磁容量的（运行时（欠励磁最大容量只有过励磁容量的（50%50%65%65%）)，它从，它从系统吸取感性无功功率而起无功负荷作用
20、，可降低系统电压。系统吸取感性无功功率而起无功负荷作用，可降低系统电压。它能根据装设地点电压的数值平滑改变输出（或吸取）的无功功率，进行电它能根据装设地点电压的数值平滑改变输出（或吸取）的无功功率，进行电压调节。因而压调节。因而调节性能较好调节性能较好。缺点：缺点：同步调相机是旋转机械，运行维护比较复杂；同步调相机是旋转机械，运行维护比较复杂；有功功率损耗有功功率损耗较大，在满负荷时约为额定容量的较大，在满负荷时约为额定容量的(1.5(1.5 5)%5)%，容量越小，百分，容量越小，百分值越大；值越大；小容量的调相机每小容量的调相机每kVAkVA容量的容量的投资费用投资费用也较大。故同步调相机
21、宜大容量集中使也较大。故同步调相机宜大容量集中使用，容量小于用，容量小于5 5MVAMVA的一般不装设。的一般不装设。同步调相机常安装在枢纽变电所同步调相机常安装在枢纽变电所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所19并联电容器并联电容器并并联联电电容容器器可可按按三三角角形形和和星星形形接接法法连连接接在在母母线线上上。它它供供给给的的无无功功功功率率Q QC C值值与与所所在在节节点点电电压压的的平平方方成成正正比比，即即 QC=V 2/XC 。按安装位置不同通常分为三种，集中补偿、分组补偿、就地补偿。缺点：缺点：电容器的无功功率调节性能比较差（自动电容
22、器的无功功率调节性能比较差（自动投切）。投切）。优点：优点：并联电容器的装设容量可大可小，既可集并联电容器的装设容量可大可小，既可集中使用，又可以分散安装。且电容器每单位容量中使用，又可以分散安装。且电容器每单位容量的投资费用较小，运行时功率损耗亦较小，维护的投资费用较小，运行时功率损耗亦较小，维护也较方便。也较方便。清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所20静止无功补偿装置（动补）静止无功补偿装置（动补）传统的无功功率动态补偿装置是同步调相机（Synchronous CondenserSC）早期的静止无功补偿装置是饱和电抗器（Saturated Reac
23、torSR）。静止型无功补偿装置（Static Var CompensatorSVC）。新型静止无功补偿装置：静止无功发生器（Static Var GenertorSVG）或静止补偿器（Static CompensatorSTATCOM）清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所21静止无功补偿器（静止无功补偿器（SVCSVC）静止补偿器由静止补偿器由静电电容器静电电容器与与电抗器电抗器并联组成。并联组成。电电容容器器可可发发出出无无功功功功率率，电电抗抗器器可可吸吸收收无无功功功功率率，两两者者结结合合起起来来，再再配配以以适适当当的的调调节节装装置置，就就
24、能能够够平滑地改变输出（或吸收）的无功功率。平滑地改变输出（或吸收）的无功功率。(a)可控饱和电抗器型（SR）；(b)自饱和电抗器型；(c)可控硅控制电抗器型（SVC-TCR）；(d)可控硅控制电抗器（TCR）和可控硅投切电容器组合型（TSC）。清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所22SVCSVC原理（原理（TCRTCR）其单相基本结构是两个并其单相基本结构是两个并联的晶闸管与一个电抗器联的晶闸管与一个电抗器串联，而三相多采用三角串联，而三相多采用三角形联结。相当于电感负载形联结。相当于电感负载的交流调压电路。触发角的交流调压电路。触发角有效移相范围有效
25、移相范围90-18090-180度，度，基波电流都是无功电流。基波电流都是无功电流。增大触发角就是减少电流增大触发角就是减少电流中的基波分量，相当于增中的基波分量，相当于增大等效感抗。其线电流的大等效感抗。其线电流的谐波含量为谐波含量为6K6K1 1次谐波。次谐波。清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所23SVCSVC（TCR+FCTCR+FC）静态特性静态特性系统电压系统电压(p.u.)TCRTSC0.4容性电流容性电流感性电流感性电流01.0清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所24SVCSVC的技术特点（的技术特
26、点（TCR+FCTCR+FC）自身产生较大谐波，需与无源滤波器配合自身产生较大谐波，需与无源滤波器配合使用；使用；装置占地面积大；装置占地面积大；效率低；效率低；响应速度慢（响应速度慢（40ms-60ms）易产生谐振过电压、损坏电容器；易产生谐振过电压、损坏电容器；低压时补偿效果下降迅速，低压时补偿效果下降迅速，清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所25 What is SVG,compare SVC and SVG2清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所26Static“phase adjuster”Static“p
27、hase adjuster”静止静止“调相机调相机”(STATCOM)(STATCOM)LineLoadElectronic Generatorfor Reactive Power清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所27Consist of SVGConsist of SVGSVG is consist of chain static synchronizing SVG is consist of chain static synchronizing compensationercompensationer+fixed capacitorfixed ca
28、pacitor（STATCOM/DSTATCOMSTATCOM/DSTATCOM，又称为，又称为SVGSVG），），according to according to different volume of device,to produce a series of SVG and different volume of device,to produce a series of SVG and hamoronichamoronic compensation device compensation device 按各自容量的不同可组合成各种补偿范按各自容量的不同可组合成各种补偿范围的有源动态无
29、功和谐波补偿装置。围的有源动态无功和谐波补偿装置。ControllersystemCompensate loadControllerCompensate systemsystem清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所28SVG PrincipleSVG Principle电气原理（电气原理（1 1）vSVGsSVGs basic basic principle principle is is below:below:的的基基本本原原理理就就是是将将自自换换相相的的桥桥式式电电路路通通过过电电抗抗器器或或直直接接并并联联在在电电网网上上，适适当当的的调调节节
30、桥桥式式电电路路交交流流侧侧输输出出电电压压的的相相位位和和幅幅值值，或或直直接接控控制制其其交交流流侧侧电电流流，就就可可以以使使该该电电路路吸吸收收或或发发出出满满足足要要求求的的无无功功电电流流，实实现动态无功补偿的目的。现动态无功补偿的目的。清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所29SVG working principleSVG working principle工作原理工作原理将自换相桥式电路通过电抗并联在电网上，适当的调节桥式电路交流输出电压的相位和幅值，或控制其交流侧电流，就可以使该电路吸收或发出无功电流，实现动态无功补偿。No load
31、runningSystemI=0I=0清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所30STATCOM STATCOM principle(Capacitiveprinciple(Capacitive)ULIUSUCUUCUSUcUsULIf UC US,then I is capacitiveIt清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所31STATCOM principle(Inductive)STATCOM principle(Inductive)工作原理（感性）工作原理（感性）ULIUSUCUUCUSUSUCULIf UC
32、 230kV刚进行一次改造（69-115kV），绝缘水平不够；架空线路需重建，技术、经济、时间上不可行。需要300Mva；正常运行时系统出现过电压150Mvar FC 150Mvar STATCOM低电压下能够输出额定容性无功（SVC不能）安装占地少安装占地少谐波性能优谐波性能优动态响应快动态响应快暂态容量高暂态容量高噪声分贝小噪声分贝小磁场强度低磁场强度低固定电容固定电容线路改造线路改造FACTS清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所87美国美国150MvarSTATCOM150MvarSTATCOM（20032003）无STATCOM，线路故障导致电压
33、低于0.6有STATCOM，故障后电压在2秒内恢复仿真结果清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所88美国美国100MvarSTATCOM100MvarSTATCOM（20042004）Holly电厂：美国德克萨斯州，奥斯汀电力公司，德州电力可靠性委员会（EROCT）容量：590MW，348Mvar。分4台机组（以天然气或石油为燃料），19581974陆续投运。设计寿命 3040年。扰民：电厂位于居民区附近90年代中期，电力公司花费$5M用于建造隔音及绝热设施。1993、1994年发生两起火灾，火灾引起附近居民的抗议。取缔：德州地区电力过剩，不远处正在新建一
34、座低成本电厂。1、2机组在机组在2004年之前，年之前，3、4机组在机组在2007年之前年之前退役。退役。清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所89美国美国100MvarSTATCOM100MvarSTATCOM（20042004）RMR电厂：（Reliability Must Run）稳定校核：静态电压稳定影响不大。暂态仿真：故障切除后，电压最低母线恢复至0.95所需时间大大增加，Holly 138kV母线情况最严重。否决SVC：受占地面积限制。地下有储油罐，SVC的大电抗器产生的感应电流可能危害储油罐安全。在在Holly138Holly138安装安装1
35、00MvarSTATCOM100MvarSTATCOM331.2Mvar331.2Mvar固定电容器固定电容器清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所90美国美国100MvarSTATCOM100MvarSTATCOM（20042004）占地：30m20m2004年11月记录到的一次单相扰动清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所91American SuperconductorAmerican Superconductorv自自20002000年年以来已投以来已投运运4343台电台电压源逆变压源逆变器的器的STATCOM
36、STATCOM，风力发电风力发电和冶金是和冶金是主要应用主要应用方向。方向。清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所92S&Cs S&Cs PureWavePureWave DSTATCOM DSTATCOM2MVA 2MVA 2/4/6/8MVA 2/4/6/8MVA5MVA 5MVA 5/10/15/20MVA 5/10/15/20MVAvLumber Mill-Lumber Mill-A 2MVAr DSTATCOM A 2MVAr DSTATCOM reduced the voltage variation from 7 to 8%reduced t
37、he voltage variation from 7 to 8%to well within acceptable levels,and saved to well within acceptable levels,and saved$400,000 to$1,200,000 compared to$400,000 to$1,200,000 compared to traditional solutions.traditional solutions.vMining/Rock Crushing-Mining/Rock Crushing-A A 2MVAr DSTATCOM with a pa
38、rallel 2MVAr 2MVAr DSTATCOM with a parallel 2MVAr capacitor bank(-2 to+4 capacitor bank(-2 to+4 MVArMVAr).Offered a).Offered a first-year savings of over$600,000 first-year savings of over$600,000 compared to a new distribution substation,compared to a new distribution substation,and allowed the fac
39、ility to operate at full and allowed the facility to operate at full capacity.capacity.清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所93炼钢厂电弧炉引起电能质量分析炼钢厂电弧炉引起电能质量分析炼钢厂供电系统及交流、直流电弧炉设备构成 负负荷荷冲冲击击：炉炉料料熔熔化化期期间间电电弧弧的的不不稳稳定定，给给系系统统带带来来有有功功、无无功功冲冲击击。无无功功功率的冲击带来了母线电压的持续波动，造成了闪变现象的产生。功率的冲击带来了母线电压的持续波动，造成了闪变现象的产生。不平衡：
40、交流电弧炉三相放电电弧的差异造成负荷电流不平衡。不平衡：交流电弧炉三相放电电弧的差异造成负荷电流不平衡。谐波：直流电弧炉谐波：直流电弧炉5 5次谐波电压及总谐波畸变率超过国标规定。次谐波电压及总谐波畸变率超过国标规定。清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所94电弧炉补偿方法SVC效果效果：补偿了三相不平衡，对闪变有一定的抑制作用。：补偿了三相不平衡，对闪变有一定的抑制作用。SVC响应时间响应时间40ms清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所95DSTATCOM补偿电弧炉的配置及仿真效效果果：补补偿偿了了三三相相不不平平
41、衡衡，抑抑制闪变效果突出。制闪变效果突出。补偿容量与瞬时闪变强度抑制关系 负荷为直流电弧炉，补 偿 容 量比为0.6时可 获 得 较好 的 闪 变抑制效果响应时间响应时间10ms清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所96SVC和DSTATCOM补偿方案成本、运行损耗比较负荷无功需求补偿设备损耗 DSTATCOMDSTATCOM方方案案：月月节节约约电电费费5.45.4万万，年年节节约约电电费费64.864.8万。万。工工程程造造价价两两者者具具有有可可比比性性，DSTATCOMDSTATCOM高高 315315万万，约约15.2%15.2%清华大学电机系柔
42、性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所971.6M DSTATCOM实际运行情况隔天生产，19小时，6炉钢，6吨/炉母线电压有效值曲线母线电压瞬时闪变强度曲线DSTATCOMDSTATCOM稳定了母线电压，有效抑制瞬时闪变强度稳定了母线电压，有效抑制瞬时闪变强度 清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所981.6M DSTATCOM给炼钢企业带来的经济效益DSTATCOM稳定电压提高功率输入效率1.81.8万万/月月22万万/年年生产能力提高20540万万/年年有功输入增加情况有功输入增加情况有无补偿吨钢电耗有无补偿吨钢电耗/炉钢时耗变
43、化炉钢时耗变化以以500500元元/kVAkVA算算，2M2M投投资资为为100100万万，则以则以节省电费算节省电费算4.54.5年可收回投资年可收回投资。生产能力的提高带来更多的经济效益。生产能力的提高带来更多的经济效益。电费节省清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所99在钢厂应用的效益在钢厂应用的效益v瑞典的瑞典的UddeholmUddeholm Tooling Tooling 钢铁公司在钢铁公司在19991999年为其年为其66 66 吨电吨电弧炉配置了弧炉配置了22MVar22MVar的的SVG SVG 装置。安装装置。安装SVGSVG后钢厂的各项后钢厂的各项指标变化如下表。该钢厂每年节能降耗和增产的经济效益指标变化如下表。该钢厂每年节能降耗和增产的经济效益总和可达千万元人民币总和可达千万元人民币.清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所100天津市先导倍尔电气有限公司清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所2023/1/26