输变电过程中电能质量的影响因素与控制方法(6)

(五)系统化综合补偿技术可以解决电能质量问题的“治本”途径

近段时间提出的系统化综合补偿技术是解决电能质量问题的“治本”途径。对于稳态时的电压质量问题有许多成熟的措施加以解决;但对于动态电能质量问题,依靠传统的无功补偿和常规的滤波装置则不能有效地解决。因为诸如电压跌落(sags)、浪涌(surge)、电压脉冲(impulse)与瞬时供电中断(outage)这类电能质量问题持续的时间很短、变化很快,并且有的电能质量问题还伴随着部分甚至全部的有功损失等情形。

作为FACTS(基于电力电子技术的灵活交流输电系统)技术与配电系统应用的延伸——DFACTS技术(Y-称Custompower技术)已成为改善电能质量的有力工具。该技术的核心器件IGCT,它比GTO具有更快的开关频率,并且关断容量已达到一定规模,因此DFACTS装置具有更快的响应特性。目前DFACTS装置主要有:动态电压恢复器(DVR)、配电系统用静止无功补偿器(D-STATCOM)、固态切换开关(SSTS)等。

STATCOM在SVC装置基础上,克服了由于呈恒阻抗特性,使得在电压低时无法提供所需的无功支持,应付突发事件的能力较弱,而且占地面积大,过多的SVC易引发系统振荡的弊端。STATCOM的无功电流输出可在很大电压变化范围内恒定,在电压低时仍能提供较强的无功支撑,并且可从感性到容性全范围内连续调节,使得其无功输出相当于同容量SVC的1.4~2倍;因STATCOM的灵活调压,还可以大大减少变压器分接头的切换次数,从而减少分接头故障次数。另外,STAT-COM还可以抑制电压闪变,提高系统暂态稳定水平。结合我国的国情和已有的技术,发展STAT-COM应是解决我国电压稳定问题的有效手段,并且也是DFACTS技术发展的主要方向。

DVR则是目前保证对敏感负荷供电质量非常有效的串联补偿装置,因为它通过自身的储能单元,能在ms级内将电压跌落补偿至正常值,因此是抑制动态电压干扰的有效补偿装置。它主要由储能单元、DC/AC逆变器模块、连接变压器等部分组成。储能容量可根据用户电压跌落统计数据确定,逆变器的模块一般采用由IGBT构成三相全桥结构,采用PWM调制方式,这种结构控制灵活,便于分相补偿。因而DVR与消除电压跌落,提高大型综合性敏感工业负荷的供电质量方面有显著的效果。

SSTS一般与D-STATCOM配合使用,用于保障由多回独立馈线对重要负荷的供电质量。当馈线发生故障或电压跌落时,利用SSTS的快速切换特性(切换速度不到半个周期)将重要负荷切换到由另一条馈线供电,切换期间D-STATCOM可向重要负荷提供1~2个周期的电能支撑。

四、结语

输变电过程中,各个变压器、变频器以及大量的用电器会产生大量的电能污染,但是电力电子技术的应用可以大大提高电网的电能质量,FACTS、CusPow等新技术更是为解决电能质量问题开拓了广阔的前景。同时一些非电力电子技术的发展也很迅猛,将这些技术融合发展,并合理使用、大力推广,必然会逐步满足电力负荷对电能质量日益提高的要求。