隨著當(dāng)今社會(huì)電氣化水平的加速提升,從供電側(cè)到用電側(cè)都開始對(duì)現(xiàn)有的電力設(shè)備提出更高的需求,特別是在用電端,隨著國(guó)內(nèi)的技術(shù)革新向著高精尖的目標(biāo)邁進(jìn),更加復(fù)雜多樣、用電要求高的用電設(shè)備層出不窮,因此用電負(fù)載的用電要求也不僅僅局限于無(wú)功補(bǔ)償和諧波治理、更多的還包含了其他相關(guān)的電能質(zhì)量環(huán)境,主要體現(xiàn)有間諧波、頻率變化、交流網(wǎng)絡(luò)中的直流、電壓閃變、涌流、三相不平衡等電能質(zhì)量問(wèn)題,因此,作為低壓配電系統(tǒng)中的電能質(zhì)量治理方向上,這就要求電能質(zhì)量治理向著更加系統(tǒng)化、綠色化、數(shù)字化的方向邁進(jìn)。
在目前低壓的電能質(zhì)量治理領(lǐng)域,以治理裝置數(shù)靜止無(wú)功發(fā)生器和有源電力濾波器為首,國(guó)內(nèi)針對(duì)靜止無(wú)功發(fā)生器和有源電力濾波器的應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入到小規(guī)模的并網(wǎng)階段,在一些電能質(zhì)量問(wèn)題突出的用電環(huán)境中,替代了原先老一代的電容器補(bǔ)償產(chǎn)品,其電能質(zhì)量治理效果也能夠提升到更高的目標(biāo)。
如何在現(xiàn)有的電能質(zhì)量治理領(lǐng)域?qū)㈧o止無(wú)功發(fā)生器和有源電力濾波器大規(guī)模的并網(wǎng)使用,促進(jìn)電能質(zhì)量領(lǐng)域的快速發(fā)展,成為現(xiàn)階段的關(guān)鍵性問(wèn)題。因此,為了促進(jìn)傳統(tǒng)的電能質(zhì)量治理裝置到新型的電能質(zhì)量治理裝置的過(guò)渡,促進(jìn)電力能源的可持續(xù)發(fā)展和優(yōu)化電力能源結(jié)構(gòu),靜止無(wú)功發(fā)生器和有源電力濾波器與現(xiàn)有的電能質(zhì)量產(chǎn)品有效的配合使用是目前實(shí)踐性高、操作性更強(qiáng)、電能質(zhì)量治理效果更佳的有效的方案。
本文提到的靜止無(wú)功發(fā)生器與智能電容器的混合系統(tǒng)(SVG+C混合系統(tǒng)),即為上述提到的傳統(tǒng)電能質(zhì)量治理產(chǎn)品和新型電能質(zhì)量治理產(chǎn)品配合使用的其中一部分。目前SVG+C混合系統(tǒng)只適用于低壓配網(wǎng)系統(tǒng)中,后期將以此為基礎(chǔ),擴(kuò)展到整個(gè)電能質(zhì)量治理領(lǐng)域,其電能質(zhì)量治理領(lǐng)域的發(fā)展,必定會(huì)達(dá)到一個(gè)系統(tǒng)化、綠色化、數(shù)字化的目標(biāo)。
目前SVG+C混合系統(tǒng),主要包括無(wú)源電力補(bǔ)償裝置和有源電力補(bǔ)償裝置兩部分,通過(guò)電能質(zhì)量綜合控制儀統(tǒng)一控制無(wú)源電力補(bǔ)償裝置和有源電力補(bǔ)償裝置,通過(guò)完善無(wú)源電力補(bǔ)償裝置和有源電力補(bǔ)償裝置的混合補(bǔ)償過(guò)程,增強(qiáng)綜合控制儀的各項(xiàng)功能,從而有效的對(duì)相應(yīng)的電能質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行治理。為后期數(shù)字化電能質(zhì)量治理的發(fā)展奠定基礎(chǔ),SVG+C補(bǔ)償系統(tǒng)全部采用工業(yè)級(jí)通訊方式連接智能電容器和靜止無(wú)功發(fā)生器(有源電力濾波器相同模式,本文不做說(shuō)明),為求配電系統(tǒng)達(dá)到監(jiān)控一體化、報(bào)警一體化的目標(biāo)。
本文介紹的SVG+C混合補(bǔ)償系統(tǒng)區(qū)別于現(xiàn)有的SVG與電容器混合設(shè)計(jì)卻獨(dú)立補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)方案。其混合補(bǔ)償原理為通過(guò)系統(tǒng)側(cè)一組采樣,對(duì)整個(gè)系統(tǒng)電力參數(shù)進(jìn)行計(jì)算分析后,通過(guò)分別控制靜止無(wú)功發(fā)生器和智能電容器的輸出,并通過(guò)科學(xué)的算法讓靜止無(wú)功發(fā)生器和智能電容器配合使用,針對(duì)性地解決系統(tǒng)中存在的電能質(zhì)量問(wèn)題,讓每一種裝置發(fā)揮其特有的長(zhǎng)處,同時(shí),通過(guò)這種配合使用,能夠提高設(shè)備的使用壽命,并通過(guò)統(tǒng)一的綜合控制儀控制,能夠針對(duì)相應(yīng)設(shè)備故障或者損壞,進(jìn)行及時(shí)有效的保護(hù),提高了整套電能治理裝置乃至配電系統(tǒng)的運(yùn)行安全性。
SVG+C混合系統(tǒng)結(jié)合了靜止無(wú)功發(fā)生器和智能電容器的優(yōu)勢(shì),其具體體現(xiàn)在靜止無(wú)功發(fā)生器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快、容性補(bǔ)償和感性補(bǔ)償切換、無(wú)級(jí)補(bǔ)償(沒有容量等級(jí)限制)、諧波濾除等功能,智能電容器的模塊化、體積小、多級(jí)別補(bǔ)償、容量大等優(yōu)點(diǎn),靜止無(wú)功發(fā)生器和智能電容器皆有自我保護(hù)功能,保護(hù)功能具有有過(guò)溫保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、缺相保護(hù)、IGBT故障保護(hù)、裝置故障自我檢測(cè)復(fù)歸功能、裝置損壞自我停機(jī)報(bào)警功能等等。因此,綜合兩者的補(bǔ)償特點(diǎn),該SVG+C混合系統(tǒng)具有以下的技術(shù)指標(biāo):
1、無(wú)功補(bǔ)償目標(biāo)功率因數(shù)可達(dá)0.99以上,無(wú)功補(bǔ)償具備無(wú)級(jí)切換且在補(bǔ)償結(jié)果中含有多級(jí)別補(bǔ)償,SVG補(bǔ)償電流占總補(bǔ)償電流的5%以下。
2、諧波治理在2到50次可設(shè)置輸出,諧波濾除率在90%以上,此指標(biāo)在有源電力濾波器與智能電容器的混合系統(tǒng)中體現(xiàn)。
3、三相不平衡治理,可實(shí)現(xiàn)在設(shè)計(jì)容量下的百分之百治理,并做到動(dòng)態(tài)變化,保證三相平衡度穩(wěn)定變化,三相不平衡率變化不超過(guò)5%。
4、保護(hù)功能完善,提高整個(gè)電能治理裝置的運(yùn)行安全性。
5、在設(shè)計(jì)容量下,可兼顧無(wú)功補(bǔ)償、諧波治理、三相不平衡治理三種功能,并能做到動(dòng)態(tài)功能切換,其治理效果與目標(biāo)值一致。
目前,靜止無(wú)功發(fā)生器和智能電容器的技術(shù)成熟,在SVG+C混合補(bǔ)償?shù)那捌诓⒕W(wǎng)過(guò)程中,該系統(tǒng)穩(wěn)定、電能質(zhì)量治理效果明顯,在多個(gè)并網(wǎng)項(xiàng)目落地后,通過(guò)實(shí)際效果測(cè)量,并網(wǎng)效果符合上述的技術(shù)指標(biāo),SVG+C混合系統(tǒng)在不同場(chǎng)所的實(shí)際應(yīng)用中,均能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的不同電力工況,針對(duì)性的解決相關(guān)的電能質(zhì)量問(wèn)題,并在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行中,保持不錯(cuò)的運(yùn)行能力和補(bǔ)償性能,基本符合SVG+C混合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)初衷。
SVG+C混合系統(tǒng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)也不僅僅局限于靜止無(wú)功發(fā)生器和智能電容器混合補(bǔ)償?shù)难邪l(fā)工作,更多的是著眼于對(duì)更多傳統(tǒng)的無(wú)源電力裝置和新型的有源電力裝置的混合電能質(zhì)量治理系統(tǒng),所以,電能質(zhì)量混合系統(tǒng)的發(fā)展還有很多路要走,在系統(tǒng)化、綠色化、數(shù)字化的電能質(zhì)量治理目標(biāo),我們只走了系統(tǒng)化的第一步。太陽(yáng)能、儲(chǔ)能等行業(yè)發(fā)展,帶來(lái)了多能源并網(wǎng)的新挑戰(zhàn),在綠色化的電能質(zhì)量目標(biāo)實(shí)現(xiàn)上我們還需要不斷的去探索新的產(chǎn)品。在大數(shù)據(jù)、信息化的新時(shí)代背景下,我們針對(duì)電能質(zhì)量治理系統(tǒng)乃至整個(gè)配網(wǎng)系統(tǒng),更需要的是數(shù)字化、可視化的電能質(zhì)量產(chǎn)品。
總的來(lái)說(shuō),SVG+C混合系統(tǒng)在目前國(guó)內(nèi)處于快速發(fā)展階段,也是今后電能質(zhì)量領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì),對(duì)促進(jìn)配電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)升級(jí),提高整體電力能源的綠色、穩(wěn)定、高效有著重要作用。隨著電能質(zhì)量治理混合系統(tǒng)的不斷落地并網(wǎng),持續(xù)改進(jìn)混合系統(tǒng)的性能,融合新能源的并網(wǎng),結(jié)合國(guó)網(wǎng)戰(zhàn)略能源互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略,實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的配網(wǎng)目標(biāo),做到符合中國(guó)電力環(huán)境的電能質(zhì)量治理產(chǎn)品,在國(guó)際上彰顯中國(guó)電力的魅力!