近日收到一位后台朋友的留言,希望讲一下高低压无功补偿的方案及适用范围,包括SVG、SVC等的区别,虽然从原理上,没必要区分高低压的无功补偿方案,但是从应用场景及产品配套等方面,实际高低压无功补偿还是有一些差别,关于低压无功补偿,感兴趣的朋友可以在我们主页搜“低压无功补偿系列”。本篇文章重点讲下高压无功补偿常见的装置:SVG,SVC以及调相机。本来只想写SVG和SVC,因为发现实际我们在设计时较常用,但是技术人员只知道按技术协议要求请购,很少有人关心两者的区别,这就造成了很多设计人员经常和这两者打交道,一问区别,又说不出所以然。
关于调相机虽然极少用,但是前段时间在说构网和跟网区别的时候,有朋友提到了这个概念,所以一并说一下。
一、原理对比
1.SVG(静止无功发生器):
SVG通过电流互感器等检测系统的电流大小、相位和频率等参数,计算出当前的无功功率、视在功率和功率因数等参数。控制器根据分析结果生成补偿的驱动信号,通过控制电力电子器件的开关来补偿电网中的无功功率,从而提高电网的功率因数和稳定性。对于SVG,一般来说IGBT是他的核心元件,当然也会有电容器和电抗器,但是他的主要作用不是我们常规理解的补偿感性电流和容性电流。
2.SVC(静止无功补偿器)
这里注意,SVG与SVC的区别就在于Generator和Compensator的区别,前者意思是“发生器”,后者意思是“补偿器”。
SVC 主要由晶闸管等控制电抗器和固定电容器或晶闸管投切电容器等组成。前者通过控制晶闸管的触发延迟角来改变电抗器的等效电抗,从而调节无功功率。后者则是通过晶闸管来控制电容器的投切,实现无功功率的调节。
3.调相机原理
调相机是一种特殊的同步电机,它运行在同步转速下,通过调节励磁电流来改变其输出的无功功率。当调相机的励磁电流增大时,其输出的无功功率为容性;当励磁电流减小时,输出的无功功率为感性。
看了以上原理后,我们可总结:SVG 通过控制电力电子器件产生幅值和相位可控的交流电压来连续调节无功功率;SVC 是通过控制电抗器的等效电抗和电容器的投切来调节无功功率;调相机则是通过调节励磁电流来改变无功功率输出。
二、优缺点对比
1. SVG
(1)可靠性高且维护成本低:
采用数字控制技术和电力电子器件,系统可靠性高,占地面积也小,但整体成本也较高,控制和保护系统较为复杂,对技术维修的要求也更高。当然随着现在新能源市场越来越卷,听说SVG的价格也下降的厉害。
(2)调节性能优越:
控制灵活,在感性和容性运行工况下均可连续快速调节,响应速度可达毫秒级,能快速跟踪冲击型负载的冲击电流,还可对谐波电流进行跟踪补偿,同SVC和调相机相比,其响应速度是最快的。
2. SVC
(1)响应速度较快:
虽然无法和SVG相比,但也是几十毫秒级,一般在 20~40ms,可有效抑制系统电压波动和闪变。
(2)结构相对简单:
主要由电容器、电抗器和晶闸管等常规电气元件组成,技术成熟,成本相对较低,也可实现较宽范围的无功功率调节,能满足不同工况下的无功补偿需求。
(3)也存在会产生谐波,无功调节不连续等缺点。
3. 调相机
作为旋转电机,具有较强的过载能力和电压穿越能力,在电网电压大幅波动甚至故障情况下,能提供强大的瞬时无功支撑,保障电网的电压稳定性,同时无功功率的调节能力基本不受系统电压影响,基于以上优点也有特定应用场景。但考虑其成本、响应速度等方面的缺点,逐渐被SVG等替代。
好了,个人认知有限,本篇文章就分享这么多!