蔣民鎖

（國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司電力科學(xué)研究院,蘭州 730000）

FC+MCR型SVC動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置運(yùn)行分析及應(yīng)用發(fā)展

蔣民鎖

（國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司電力科學(xué)研究院,蘭州 730000）

隨著電力變電站電容器受投切受負(fù)荷變化，存在過(guò)補(bǔ)償、欠補(bǔ)償實(shí)際情況，母線電壓波動(dòng)，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式不易控制等問(wèn)題。本文介紹某供電公司冶金路110kV變電站安裝MCR磁控電抗器,組成FC(傳統(tǒng)固定容量無(wú)功補(bǔ)償裝置)+MCR型SVC動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置后無(wú)功電壓控制的運(yùn)行分析，并就磁控電抗器設(shè)備的應(yīng)用發(fā)展提出建議。

電力系統(tǒng)；磁控電抗器；無(wú)功補(bǔ)償；MCR

1 前言

變電站無(wú)功補(bǔ)償?shù)慕ㄔO(shè)分為兩類(lèi)：一是規(guī)劃初期即充分考慮負(fù)荷發(fā)展，一次性建設(shè)足量無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備；二是對(duì)已運(yùn)行變電站不同電壓等級(jí)實(shí)際負(fù)荷發(fā)展過(guò)程中補(bǔ)充無(wú)功補(bǔ)償裝置。近幾年，變電站無(wú)功建設(shè)多以固定容量補(bǔ)償為主，補(bǔ)償效果并不理想，特別是一些高耗能、高污染電力用戶(hù)極易受?chē)?guó)家政策、經(jīng)濟(jì)環(huán)境影響出現(xiàn)大幅度的負(fù)荷波動(dòng)，不可避免出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償、欠補(bǔ)償現(xiàn)象，母線電壓波動(dòng)劇烈，無(wú)功補(bǔ)償裝置開(kāi)關(guān)動(dòng)作頻繁，狀態(tài)化評(píng)價(jià)不易，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平較低。

2 變電站FC+MCR型SVC裝置運(yùn)行分析

變電站加裝MCR磁控電抗器后，組成FC+MCR型SVC裝置（一般簡(jiǎn)稱(chēng)MSVC）。MSVC由固定電容器組和磁控電抗器并聯(lián)而成，既可輸出感性無(wú)功電流，又可輸出容性無(wú)功電流。MSVC在變電站負(fù)荷無(wú)功功率突變時(shí)，能夠快速響應(yīng)負(fù)荷無(wú)功變化，輸出系統(tǒng)需要的無(wú)功補(bǔ)償電流，以維持電網(wǎng)電壓穩(wěn)定。由于MSVC輸出無(wú)功平滑連續(xù)可調(diào)，輸出電流無(wú)諧波，閉環(huán)控制迅速，可以有效解決系統(tǒng)無(wú)功功率過(guò)補(bǔ)或欠補(bǔ)的情況，有效提升母線供電質(zhì)量。同時(shí)因MSVC具有可靠性高、性?xún)r(jià)比優(yōu)、占地小、操作維護(hù)簡(jiǎn)單、無(wú)功功率平滑輸出、控制精度高以及抗電磁干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，成為目前建設(shè)SVC靜止無(wú)功功率補(bǔ)償裝置的重要選擇。

冶金路110kV變電站2003年投運(yùn)，10kVⅠ、Ⅱ段母線各帶一組3000kvar電容器，共計(jì)6000kvar，低壓側(cè)運(yùn)行方式為并聯(lián)。2011年5月，冶金路變安裝完成并調(diào)試投運(yùn)一臺(tái)3000kvar的MCR磁控電抗器，與電容器組一、電容器組二共同組成FC+MCR型SVC動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)平滑調(diào)節(jié)母線無(wú)功容量和母線電壓功能。

該磁控電抗器控制器是全數(shù)字控制系統(tǒng)?？刂破鞲鶕?jù)模擬量測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算出被測(cè)系統(tǒng)當(dāng)前的無(wú)功量和應(yīng)該補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功量，通過(guò)算法計(jì)算出應(yīng)該輸出的控制角度，由控制器發(fā)出脈沖觸發(fā)信號(hào)，信號(hào)以光信號(hào)的方式通過(guò)光纜傳輸?shù)诫娍蛊鞯谋倔w上并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，輸出到電抗器上的電力電子電路，通過(guò)控制電力電子器件的導(dǎo)通角度，控制可控電抗器內(nèi)部的磁通量，從而改變電抗器的電抗值，達(dá)到控制輸出無(wú)功的大小。系統(tǒng)控制原理示意如圖所示。

控制策略可選擇多控制模式、多運(yùn)行模式。多控制模式指的是：控制器具備功率因數(shù)、無(wú)功功率、電壓曲線三種可選控制模式；多運(yùn)行模式指的是：控制器支持多主變并列運(yùn)行、分列運(yùn)行、檢修運(yùn)行三種狀態(tài)。

3 FC+MCR型SVC裝置應(yīng)用分析

根據(jù)變電站實(shí)際運(yùn)行情況，采用了無(wú)功功率控制，兩主變并列運(yùn)行模式，運(yùn)行后對(duì)無(wú)功電壓控制效果良好。

（1）有效控制無(wú)功電量反送，控制精度高，優(yōu)化了區(qū)域無(wú)功潮流。

（2）根據(jù)配置容量，通過(guò)無(wú)功量或功率因數(shù)控制策略，可以在0.95～1.0之間任意控制，提高變電站主變功率因數(shù)。

（3）實(shí)現(xiàn)了無(wú)功潮流優(yōu)化后，變電站VQC裝置僅對(duì)主網(wǎng)電壓突變時(shí)實(shí)施主變分接開(kāi)關(guān)和電容器開(kāi)關(guān)控制，電容器開(kāi)關(guān)僅動(dòng)作了一次，主變分接開(kāi)關(guān)未動(dòng)作，有效降低了主變分接開(kāi)關(guān)及電容器開(kāi)關(guān)動(dòng)作次數(shù)，提高了變電設(shè)備運(yùn)行可靠性。

（4）變電站無(wú)功電量趨于平衡，母線電壓趨于平穩(wěn)，電壓合格率提升了0.2～0.3個(gè)百分點(diǎn)，提高了變電站低壓側(cè)母線供電質(zhì)量。

（5）功率因數(shù)提高的同時(shí)提升了變電設(shè)備有功輸送能力。

4 結(jié)束語(yǔ)

MCR磁控電抗器統(tǒng)運(yùn)行功耗約為同容量電容器3倍，若采用銅線圈磁控電抗器代替目前的鋁線圈，初期資金投入雖有所增加，但相比其他SVC動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置，其輸出諧波小、功耗低、免維護(hù)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、價(jià)格低、占地面積小等顯著優(yōu)點(diǎn)，可作為當(dāng)前理想的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償和電壓調(diào)節(jié)設(shè)備。我國(guó)西部地區(qū)風(fēng)電場(chǎng)、光伏發(fā)電站以及高耗能用戶(hù)較多，其發(fā)電、用電負(fù)荷劇烈變化，極易造成所聯(lián)接電網(wǎng)無(wú)功潮流與電壓質(zhì)量的變化，新增MCR磁控電抗器組成FC+MCR型SVC動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置或規(guī)劃建設(shè)FC+MCR型SVC裝置非常有必要，并且隨著變電站之間光纖網(wǎng)絡(luò)的不斷完善，甚至組成區(qū)域無(wú)功電壓控制網(wǎng)都將成為現(xiàn)實(shí)，從而大幅度提升變電站母線無(wú)功電壓運(yùn)行水平，優(yōu)化區(qū)域電網(wǎng)無(wú)功潮流，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行。

[1]劉滌塵,陳伯超.新型可控電抗器在電網(wǎng)中的應(yīng)用與選型分析.電網(wǎng)技術(shù).1999（05）：52-54.

[2]陳振虎,梁繼勇,黃祥偉.基于磁控電抗器的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置的設(shè)計(jì)及應(yīng)用.電網(wǎng)技術(shù),2005(07)：43.

蔣民鎖（1973-），男，陜西大荔人，電力工程技術(shù)高級(jí)工程師，研究方向：分布式電源項(xiàng)目并網(wǎng)服務(wù)管理。