安科瑞 師晴晴
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江陰 214405
摘要：本文從電能質(zhì)量治理效果和市場需求等方面介紹了靜止無功發(fā)生器產(chǎn)品，闡述了其基本原理、市場需求并分析了其相對于傳統(tǒng)無功補(bǔ)償柜的優(yōu)勢。
關(guān)鍵詞：靜止無功發(fā)生器 功能 市場需求
1 引言
由于電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，大型工業(yè)場所中出現(xiàn)了大量非線性負(fù)載和不平衡負(fù)荷（如LED燈、UPS、變頻器等）以及新的發(fā)電方式與儲能方式的推廣使用（其中有大量的整流與逆變器），這都導(dǎo)致了大量諧波的產(chǎn)生；并且這些大型工業(yè)場所中，普遍都有吊車設(shè)備、電梯、電焊機(jī)、攪拌機(jī)等快速變化的負(fù)荷。在這些有大量諧波產(chǎn)生，并且負(fù)荷變化迅速的場所，傳統(tǒng)的電容型無功補(bǔ)償裝置已經(jīng)很難滿足無功補(bǔ)償?shù)男枨?，此時(shí)就需要采用靜止無功發(fā)生器來進(jìn)行無功補(bǔ)償。
2 靜止無功發(fā)生器產(chǎn)品介紹
靜止無功發(fā)生器（Static Var Generator,下簡稱SVG）是一種采用全控型電力電子器件組成的橋式變流器來進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)难b置。它將電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代控制系統(tǒng)應(yīng)用于電力系統(tǒng)，通過對裝置輸出電流相位的控制，從感性到容性整個(gè)范圍進(jìn)行連續(xù)的無功調(diào)節(jié)，快速補(bǔ)償系統(tǒng)對無功功率的需求。SVG能動態(tài)的補(bǔ)償無功電流，從而減小線路損耗，增大線路的有功輸送能力。
其基本原理是將三相橋式電路通過電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上，適當(dāng)調(diào)節(jié)橋式電路交流側(cè)輸出電壓的相位和幅值或者直接控制其交流側(cè)電流，就可以使該電路吸收或者發(fā)出滿足要求的無功電流，實(shí)現(xiàn)動態(tài)無功補(bǔ)償?shù)哪康摹９ぷ髟硪约把a(bǔ)償模式如下圖所示。
圖2-1 靜止無功發(fā)生器SVG工作原理圖
圖2-2 靜止無功發(fā)生器SVG輸出電流補(bǔ)償模式
3 靜止無功發(fā)生器的功能
3.1 SVG產(chǎn)品功能
線路狀態(tài)采集：LCD液晶屏顯示，檢測SVG所在的需補(bǔ)償線路的電壓、電流值及其波形、功率因數(shù)、諧波含量等重要電能質(zhì)量參數(shù)。
動態(tài)補(bǔ)償無功功率：線性輸出，無功功率全容性-全感性輸出，補(bǔ)償無死角，補(bǔ)償后系統(tǒng)功率因數(shù)≥0.99并且響應(yīng)時(shí)間<5ms。
不平衡治理：具備三相不平衡治理及穩(wěn)壓功能，提高0.4kv配電**性。
3.2 SVG產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)
工作溫度：-10℃～+45℃；
存儲溫度：-25℃～+60℃；
海拔高度：≤1000m，1000m以上按GB/T 3859.2降容使用；
相對濕度：5%-95%，無凝露；
補(bǔ)償方式：額定感性無功到額定容性無功連續(xù)無級可調(diào)；
補(bǔ)償效果：功率因數(shù)可達(dá)0.99；
響應(yīng)時(shí)間：5ms；
過載保護(hù)：自動限制到額定電流輸出；
有功損耗：<4%額定功率模塊；
工作模式：自動或手動；
通訊接口：RS 485、以太網(wǎng)；
擴(kuò)展能力：同型號直接并機(jī)，數(shù)量不少于10臺；
噪 音：≤65Db;
電網(wǎng)電壓：400V，允許波動±20%；
電網(wǎng)頻率：50Hz±2%
重 量：50kg
防護(hù)等級：IP20
3.3 SVG產(chǎn)品外觀
圖3-1 SVG整柜外觀示意圖
圖3-2 SVG模塊外觀示意圖
3.4 產(chǎn)品優(yōu)勢
SVG除了適用環(huán)境更廣之外，在常規(guī)配電環(huán)境中使用時(shí)，也具有極其優(yōu)良的性能。具體參考表3-1。
表3-1 靜止無功發(fā)生器（SVG)與傳統(tǒng)無功柜(SVC)性能比較
4 市場需求
4.1 SVG的重要性
凡是安裝有低壓變壓器的地方以及大型的用電設(shè)備旁邊都應(yīng)該配備無功補(bǔ)償設(shè)備（國家電力部門的規(guī)定），特別是那些功率因數(shù)較低的工礦、企業(yè)、居民區(qū)安裝。大型異步電機(jī)、變壓器、電焊機(jī)、沖床、車床群、空壓機(jī)、壓力機(jī)、吊車、冶煉、軋鋼、軋鋁、大型交換機(jī)、灌電設(shè)備、電氣機(jī)車等尤其需要。居民區(qū)除白熾燈照明外，空調(diào)、冷凍機(jī)等也是無功功率不可忽視的耗用對象。農(nóng)村用電情況比較惡劣，多數(shù)地區(qū)供電不足，電壓波動很大，功率因數(shù)尤其低，加裝無功補(bǔ)償設(shè)備是改善供電狀況、提高電能利用率的措施。
所以無功功率補(bǔ)償是剛性需求，而在以下行業(yè)的使用環(huán)境下，SVG的無極補(bǔ)償以及實(shí)時(shí)性優(yōu)勢尤為明顯，其重要性得以體現(xiàn)：
1）冶金行業(yè)：主要是存在于生產(chǎn)流水線上的軋機(jī)；
2）石油行業(yè)：主要是頻繁快速啟動的絞車用電動機(jī)、抽油機(jī)用的提升機(jī)、轉(zhuǎn)盤等；
3）軌道交通：大量使用電纜長距離傳輸、以及因需求特性存在嚴(yán)重的三相不平衡狀態(tài)；
4）汽車制造業(yè)：大量使用電焊機(jī)或激光焊接機(jī)，在焊接的短時(shí)間隔后緊隨著是空載運(yùn)行。
在這些使用環(huán)境中，負(fù)載對于無功功率的需求都是時(shí)間短、頻率高的，若使用傳統(tǒng)電容補(bǔ)償柜，由于其電容器組有固定容量無法做到無死角補(bǔ)償且電容器組投入和切除速度慢等原因，往往無法滿足實(shí)際使用需求，此時(shí)就需要SVG來治理，因?yàn)?/span>其應(yīng)用可克服LC補(bǔ)償器等傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償器響應(yīng)速度慢、補(bǔ)償效果不能控制、容易與電網(wǎng)發(fā)生并聯(lián)諧振和投切震蕩等缺點(diǎn)。
除負(fù)載無功波動頻繁的環(huán)境之外，還有一些SVG更加有優(yōu)勢的較惡劣使用環(huán)境，比如：
1、THDu較高導(dǎo)致SVC不能正常投入，甚至燒毀機(jī)器；
2、負(fù)載三相不平衡，SVC無法補(bǔ)償及調(diào)節(jié)；
3、光伏末端并網(wǎng)系統(tǒng)，可能出現(xiàn)有功功率為0的情況，SVC控制器無法判別方向，導(dǎo)致SVC無法正常投入使用……
以上工況傳統(tǒng)補(bǔ)償不能適用或者效果很差，而SVG完全可以克服這種工況，SVG的適用性更強(qiáng)，可以適用各種復(fù)雜惡劣的工況，是目前的無功補(bǔ)償產(chǎn)品。
4.2 SVG的市場前景
無功補(bǔ)償在電力供電系統(tǒng)中起提高電網(wǎng)的功率因數(shù)的作用，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境。所以無功功率補(bǔ)償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個(gè)不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補(bǔ)償裝置，可以做到限度的減少電網(wǎng)的損耗，使電網(wǎng)質(zhì)量提高。反之，如選擇或使用不當(dāng)，可能造成供電系統(tǒng)，電壓波動，諧波增大等諸多因素。
對于國內(nèi)低壓無功補(bǔ)償市場，主要和電網(wǎng)公司正在推進(jìn)的低電壓治理密切相關(guān)。加強(qiáng)低壓配網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化配置，保持無功平衡，對于保證電能質(zhì)量、降低電網(wǎng)損耗具有重要的作用和意義，符合國家電網(wǎng)公司“十二五”無功發(fā)展規(guī)劃綱要的要求。伴隨電網(wǎng)公司在低壓網(wǎng)內(nèi)市場的投入加大，從2015年到2020年低電壓治理市場會呈現(xiàn)快速增長的趨勢，預(yù)計(jì)到2020年低電壓治理市場規(guī)模會從2014年的2億元增加到82億元。按照無功補(bǔ)償占據(jù)低電壓治理20%的市場份額計(jì)算，預(yù)計(jì)到2020年網(wǎng)內(nèi)低壓無功補(bǔ)償市場規(guī)模會達(dá)到16.4億元。目前市場上無功補(bǔ)償仍舊以SVC的應(yīng)用為主，隨著技術(shù)的發(fā)展，SVG因其性能優(yōu)于SVC，成本近年來也在不斷下降，已具備一定的價(jià)格競爭力，將成為低壓無功補(bǔ)償市場的重要發(fā)展方向。
圖3-1 2010-2020年中國網(wǎng)內(nèi)低壓無功補(bǔ)償市場預(yù)測
5.結(jié)束語
靜止無功發(fā)生器（SVG）是電能質(zhì)量系列產(chǎn)品中的一種。在治理性能方面，它集電能監(jiān)測、設(shè)備保護(hù)、通訊功能于一體，具有強(qiáng)大的治理能力，可**應(yīng)對各種無功補(bǔ)償需求，一則加強(qiáng)了電網(wǎng)的輸配電能力，二則避免了用戶因功率因數(shù)不足而被罰款，為用戶帶來了極大的經(jīng)濟(jì)效益；在銷售市場方面，隨著國民經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展和國內(nèi)低壓無功補(bǔ)償市場不斷擴(kuò)大，ANSVG的市場需求量正在以極快的速度增長；在客戶體驗(yàn)方面，由于其采用了高集成度的模塊設(shè)計(jì)，后期維護(hù)擴(kuò)容變得更加輕松、便利，人性化的智能人機(jī)界面和上位機(jī)通訊功能也使設(shè)備監(jiān)控變得更輕松。由此可見，選用靜止無功發(fā)生器產(chǎn)品對電網(wǎng)設(shè)施和用戶來說都極大益處，實(shí)現(xiàn)了雙方的共贏。
【參考資料】
［1］ 安科瑞電能質(zhì)量監(jiān)測與治理選型手冊。2015.08版
［2］ 安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品手冊.2013.01.版
作者簡介：
師晴晴（1985－），女，漢族，本科，工程師，主要研究方向?yàn)橹悄芙ㄖ┡潆姳O(jiān)控系統(tǒng)
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