工矿企业的电力设备在电能使用过程中会需求两种功率,即有功功率和无功功率。将电能转换成机械能、热能、光能等的那一部分功率叫有功功率,企业需要按期向供电部门交纳所用有功电度的电费;无功功率为建立磁场而存在并未做功,但在输变电过程中会造成大量线路损耗和电压损失,占用输变电设备的容量,降低了设备利用率。因此,供电部门对输送给用户的无功功率实行限制,制订了功率因数标准,工矿企业无功功率若达不到该标准,则除了交纳正常的电费之外,还要增加支付额外的调整电费(功率因数罚款)。功率因数若高于该标准,企业可从正常电费中减去调整电费(功率因数奖励)。可见,对无功功率进行补偿,不但可以提高工矿企业电力设备的运作效率,并且可以节省企业电力开支,工矿企业安装无功补偿装置对其经营发展意义巨大。
工矿企业的无功功率补偿装置有低压与高压之分。一般来说,工矿企业生产制造使用的低压电力设备相对较多,其用电量占到全部企业生产用电量的80%-85%,因此,低压无功补偿装置应用更为普遍。
近年来,随着电力工业的快速发展、技术水平的不断进步以及节能减排政策的深入推进,无功补偿装置制造企业遇到了前所未有的发展机遇,整个无功补偿装置市场规模迅速扩大,产品的质量和数量都有了大幅度的提升,同时,也引发了许多领域对无功补偿装置的需求。
在电力系统中,虽然安装了无功补偿设备,电容器也是补偿无功功率的重要手段,但是由于在电力系统中,谐波一般都是存在的,当谐波作用于电容器时,一方面,将造成电容器的谐波过电流、过电压和过负荷,引发电容器局部放电强度增大、绝缘老化、温度升高而过热,缩短电容器寿命和极板的机械谐波,导致电容器损坏;另一方面,电容器在谐波的作用下,将造成谐波谐振和谐波放大,给电网和电容器造成危害,进而降低了电力电子设备的使用寿命,严重时将毁坏整个电力电子设备。在运行的无功补偿设备中,以传统的固定补偿、接触器投切居多,随着车间负载的多样化、复杂化,对无功补偿设备也提出了更高要求,以满足快速变化、无功冲击需要,甚至解决无功冲击引起的电压跌落与电压波动的稳压问题,而传统无功补偿无法满足动态快速、连续调节的工矿环境。
我公司自创立开始,一直致力于柔性交流输配电技术(FACTS)、定质电力技术(CP)和电力节能技术等电力电子技术的研发和推广,并为客户提供电力节能及电能质量综合治理的解决方案。我公司自主研发的静止无功发生器SVG,是一种可控的无功功率发生装置,通过电压型逆变器来控制输出的电压和电流波形,从而适时输出感性或容性无功,用于调节和平衡系统的无功功率。当负荷无功需求较小时,其输出感性无功Q2,与无源滤波补偿部分的容性无功Q1相抵消,使SVG实际输出Q1-Q2,从而保证系统无功平衡;当负载无功需求较大时,有源无功发生器部分提供容性无功Q2,与无源滤波补偿部分的容性无功Q1相加,SVG实际输出Q1+Q2,从而保证系统较高功率因数。因此可实现无功需求的精确补偿。由于电压型逆变器能够产生任意所需要的电压波形,并控制自身发出的电流波形,所以SVG能够减小电压谐波对自身的影响,并对无功做到完美的补偿。
静止无功发生器SVG中,主要以大功率电力电子器件(如IGBT)组成电流型SPWM变流器,通过对输出电压电流精确和快速的控制,从而对电网中变化的无功进行快速精确的补偿,并对电网功率因数和电压进行调控,是灵活交流输电(FACTS)技术的重要组成部分。
目前,IGBT供应主要控制在英飞凌、三菱、ABB、富士等外资巨头手中,价格相对较高。2009年《电子信息产业调整和振兴规划》明确了IGBT等相关产业的发展方向,2010年发改委高技[2010]614号文加大了对IGBT等电力电子器件的支持,随着IGBT国家发展战略的提出及国产化进度的加快,必将为IGBT未来市场价格带来一次新的革命;其价格调整对一直处于高位的SVG产品来讲,与中端产品价格差距进一步缩小,市场竞争力进一步增强。所以,静止无功发生器SVG因其优越性能,作为本领域研发的第三代产品,将是未来电网无功补偿的主流发展方向。
部分文字摘抄于中国电力网
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