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新一代动态无功补偿及谐波治理装置svg/statcom -使电能传输与分配更安全、更可控、更高效 思源清能电气电子有限公司 清华大学柔性输配电系统研究所 主要内容 风电接入系统需要解决的问题 svg的作用与工作原理 svg的特点与优势 国家及地方电力公司风电政策 思源清能的qnsvg产品应用案例 svg/statcom技术交流资料2 风电场接入系统需要解决的问题 风电场无功补偿与电压调节需求 风电并网引发的问题 风机出力波动大，易引起电压波动 风电机组自身电压调节能力弱，调节范围很有限 电网扰动造成电压变化，极可能造成风机大面积解列，影响 系统的稳定与安全 风电随机性和间歇性强，可控能力差，导致可调度性差 风力发电的有效利用率低，需要电网增加储能设备或自身提 高负载 电网安全稳定问题突出，电压控制困难 大规模风电入网后，一旦系统发生故障，将造成大范围的潮 流转移，对电气距离较近的火电机组功角稳定造成较大影响 ，同时伴随临近枢纽变电站节点电压高频振荡。 大规模风电如果接入末端电网，对地区电网安全与稳定运行 带来较大影响。即使在正常运行过程中，部分风电场电压波 动较大，且调压手段不足，导致系统电压大幅变化。 2012-01-01风电场接入系统需要解决的问题第5页 风电机组的抗干扰能力弱，低电压穿越能力弱 发生电网事故时，风场附近电网任意元件故障时，相邻地区风 电场电压持续跌落，造成风电机组脱网运行、大面积停机，造 成全网功率波动，严重情况下，风电大功率波动、潮流转移将 造成联络线跳闸甚至启动低频装置。 例：09年11月17日 15：42，巴彦淖尔地区龙源川井202跳闸， 原因为35kv出线电缆头爆裂，引起本地区包括京能伊力更、国华 川井、鲁能川井等6个风场机组基本全停，甩出力350mw，造成 很大波动； 2012-01-01风电场接入系统需要解决的问题第6页 2011年风电大规模脱网事故 2012-01-01风电场接入系统需要解决的问题第7页 2011年4次风电大规模脱网事故 2011年风电大规模脱网事故 2012-01-01风电场接入系统需要解决的问题第8页 2011年风电大规模脱网事故无功补偿 2012-01-01风电场接入系统需要解决的问题第9页 风电暴露的问题 应对措施 风电场的典型无功需求 解决风电场无功-电压调节的技术手段 最可行有效的手段： 改进风机性能，满足并网要求； 在集电母线采用动态无功补偿设备； 其他措施 加大接入点的短路容量，提供更坚强的网架； 在风电场接入点采取技术措施（如直流输电）； svg的作用与工作原理 无功补偿的三种主要形式 msc / msr 52 kv 800 50 mvar 500 机械投切式 电容/电抗 交流电抗器 机械式开关 交流电容器组 svc 52 kv 800 50 mvar 800 static 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 svg 52 kv 800 50 mvar 800 static synchronous var generator gto/igbt/igct阀 控制与保护 变压器 直流电容 svg/statcom技术交流资料13 svgsvg工作原理工作原理 svg/statcom技术交流资料14 svg最新型的动态无功补偿装置 静止无功发生器svg（static var generator，也称为statcom） 双向调节，既可以发出无功，又可以吸收无功； 快速跟踪系统无功需求变化，提高系统的安全与稳定性； 连续平滑调节，保持稳定的实时高功率因数 具备有源滤波功能，有效抑制谐波； 抑制电压闪变，三相不平衡等电能质量问题 特别适用于输电系统中枢纽点的电压支撑与调节，配电网络中非线性 负荷的补偿。起到提高系统安全稳定性、改善电能质量、实现节能降 耗目的。 svg/statcom技术交流资料15 svg的特点与优势 响应速度快 闪变补偿效果与补偿容量和响应时间曲线 响应时间 5ms svg/statcom技术交流资料 更好的电压波动和闪变抑制效果 17 低电压特性好更好的电压支撑作用 系统电压 (p.u.) svg svc svc 0.4 容性电流感性电流 0 1.0 svg/statcom技术交流资料18 svg补偿性能优越 资料来源：abb svc：23周波 svg：10ms以内 svg/statcom技术交流资料19 谐波特性优越谐波特性优越 svg/statcom技术交流资料20 运行低损耗 典型0 100mvar svg 典型0 100mvar svc svg/statcom技术交流资料21 运行安全性能大大提高 svc是以可控硅调节电抗加多组fc作为无功补偿的主要手段 极容易发生谐振放大现象，导致安全事故 且系统电压波动大时，补偿效果受很大影响 运行损耗大 svg是有源型补偿装置，采用可关断器件igbt，从机理上 避免了谐振现象，安全性大大提高 svg/statcom技术交流资料22 运行维护方便 svg采用柜式结构，设计安装简单 模块化结构设计，维护工作量小 可采用远程监测方式，可实时上传运行状态，实现 无人值守运行 svg/statcom技术交流资料23 功率柜采用模块化设计10kv svg 国家及地方电力公司风电政策 国家电网关于风电的政策 svg/statcom技术交流资料27 国家电网关于风电的政策 山东电力公司关于风电的政策 无功补偿装置应连续快速平滑无断点可调，保证风电场具有 在系统事故情况下能够调节并网点电压恢复至正常水平。 无功补偿装置运行期间，不应有机械开关投切。 系统响应时间不大于30ms。 无功补偿装置可利用率要求不小于98%（风机发电期间） 动态无功补偿装置在主变低压侧中性点不接地/电阻接地两种 接地方式下均能可靠运行。 svg/statcom技术交流资料28 辽宁电力公司关于风电的政策 svg/statcom技术交流资料29 思源清能的qnsvg产品应用案例 领先的动态无功补偿与电能质量治理解决方案 qnsvg的一般运用形式 svg/statcom技术交流资料31 50m 的风电场补偿容量： qnsvg-6000/35 + qnfc-6000/35 布置图 svg的应用 思源清能已有近四百套svg的工程业绩； 运行结果表明，svg在功率因数校正、电压波动控 制和运行经济性（低损耗、低维护量）方面具有明 显优势； svg/statcom技术交流资料32 业绩表 案例：中广核公司苏尼特右旗49.5mw风电场 项目名称：中广核苏尼特右旗 风电场 安装地点：内蒙古苏尼特右旗 补偿容量：0+12000kvar 系统电压： 35kv 负荷特点： 风资源的不确定 性和风电机组本身的运行特性 使机组输出功率是波动的，导 致并网功率因数不合格、电压 波动、稳定性差等问题。 补偿效果：功率因数保持在 0.95以上，电压波动满足国标 要求，提高风电场低电压穿越 特性。 与传统mcr、tcr型补偿相 比运行成本降低30万元。 svg/statcom技术交流资料33 案例：华能山东河口三、四期风电场 项目名称： 华能山东河口三、四期风电 安装地点：山东河口 补偿容量：0+20000kvar 系统电压： 35kv 配置方案： 35kv 10000kvar svg + 35kv 10000kvar fc 补偿范围： 感性10000kvar到容性 20000kvar svg/statcom技术交流资料34 案例：国华山东荣成风电场 svg/statcom技术交流资料35 项目名称： 国华山东荣成风电 安装地点：山东荣成 补偿容量：0+10000kvar 系统电压： 35kv 配置方案： 35kv 5000kvar svg + 35kv 5000kvar fc 补偿范围： 感性5000kvar到容性 10000kvar 案例：上海电力公司蒙自变电站案例：上海电力公司蒙自变电站svgsvg 2010-05- 15 思源清能的qnsvg产品应用案例第36页 项目名称：上海市电力公司蒙自变 电站svg。作为国家电网公司在建 设坚强的智能电网关键领域的试点 工程和成果。 安装地点：上海市世博园国家电网 馆地下一层的智能电网综合展示区 应用领域：电网公司配电变电站 电网电压：10kv 补偿容量： 0+6000kvar 型 式：svg+fc，全户内柜式 冷却方式：风冷 投运时间：2010年3月 负荷特点：负荷重要性高，类型复 杂 补偿效果：保证世博园供电电压稳 定，提高供电安全可靠性。 案例：绍兴案例：绍兴35kv35kv直挂式直挂式svgsvg - - 全世界第一套全世界第一套35kv35kv链式结构的链式结构的svgsvg 思源清能产品介绍：svg在煤矿应用 svg/statcom技术交流资料37 项目名称：神华神东煤炭集团五当 沟变电站svg 安装地点：陕西省榆林市 补偿容量： 0+10000kvar 系统电压： 10kv 负荷特点：矿井提升机无功冲击大 ，负荷率低，功率因数只有0.5，谐 波电压畸变严重，最大畸变率达到 8%。 补偿效果：同时解决了提升机的无 功和谐波问题，功率因数保持在 0.95以上，母线电压谐波满足国家 标准。 案例： 神华神东煤炭集团五当沟变电站 svg/statcom技术交流资料38 案例：安徽怀远浙泰不锈钢电弧炉项目 项目名称：浙泰不锈钢电弧 炉svg补偿 安装地点：安徽省蚌埠市 补偿容量： 0+12000kvar 系统电压： 35kv 负荷特点：电弧炉工作时电 压波动和闪变，谐波呈现 27次连续性，功率因数极 低，严重影响系统内其它设 备正常工作。 补偿效果：功率因数保持在 0.95以上，电压波动和闪变 得到有效改善，谐波电压降 低到国标范围内，缩短电弧 炉冶炼时间，经济效益显 著。 svg/statcom技术交流资料39 完善的售后服务体系完善的售后服务体系 公司在主要省会城市配备了服务人员及相应产品的备品、备件 ，能及时为用户提供一流的技术服务和售后服务，我们将做到 以下几