典型应用模式二:电力电子型三相负荷自动调节装置
该调节装置是采用大功率可关断型电力电子开关技术的电能质量综合治理装置,它通过快速检测出接入处无功、负序、谐波电流,根据空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制方法产生触发脉冲信号驱动控制晶闸管,输出与检测到的无功、负序、谐波电流大小相等、方向相反的补偿电流,综合解决配电台区无功、谐波、电压波动以及三相负荷不平衡等问题。
系统原理图
电力电子型三相负荷自动调节装置的主要应用范围集中在:供电半径较短,且用户对电能质量要求较高,或同时存在三相负荷不平衡、无功不足和谐波超限等多种问题的配电台区,安装场地则不受限制。
从某配电台区实际应用效果看,投运前,低压侧只有8.2%的时间节点(15分钟为一个时间节点)三相负荷不平衡度≤15%(国网规定配电台区负荷不平衡度不应大于15%);该调节装置投运后,100%的时间节点≤15%,98%的时间节点≤10%。另外,该调节装置能实时跟踪响应,维护也较方便,不会产生谐振影响。
配电台区治理前后三相负荷不平衡度对比图
电力电子型三相负荷自动调节装置现场安装图
典型应用模式三:电容型三相负荷自动调节装置
该调节装置又称相间无功补偿装置,是在相线间跨接电力电容器,实现有功功率转移,平衡相间的有功功率,同时利用连接在相线与零线之间的电力电容器对每一相进行不等量无功补偿,平衡相间的无功功率,降低三相不平衡度、提升功率因数。
系统原理图
电容型三相负荷自动调节装置的主要应用范围集中在:供电半径较短,同时存在三相负荷不平衡和无功不足问题,且未安装补偿装置的配电台区。
从实际应用效果看,该调节装置投运后,通过有效补偿无功功率,系统功率因数的波动幅度较投运前有明显的减小,近似于一条直线,降低了电网中功率损耗和电能损失,改善电能智能,在提高了用电设备的工作效率的同时降低故障率,可减小变压器等设备再投入成本。
电容型三相负荷自动调节装置现场安装图(户内型)
当前,上述三种配电台区三相负荷自动调节装置在各地均有应用,但覆盖率和普及率不高,分布也不均匀,各地电力公司可根据当地配电台区具体三相负荷不平衡状况和特征制定相应治理方案和配备相应治理装置。
近些年,随着城市配电网精益化管理要求越来越高,以及农网改造进程逐步深化,三相不平衡问题已成为配电网较为突出的问题之一。建立常态化监测和治理机制,合理配置相关治理装置,优化运行控制,提升配电网能效水平和供电服务保障能力是各地电力公司的共识。2016年、2017年各地有关三相不平衡治理、谐波治理、无功补偿装置的招标量较往年相比有45%以上的增长幅度。同时,城市轨道交通、电动汽车充电设备、数据中心以及高端制造、工业机器人等对三相负荷平衡要求很高的产业大量兴起,更加激发三相不平衡治理的需求。
可以预见,未来5-10年,在我国电力消费需求和配电网投资规模仍呈平稳增长态势背景下,新一轮大规模三相不平衡治理升级高潮将会到来,为三相不平衡治理装置创造出广阔发展空间和巨大市场规模。
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