svg技術(shù)在城市軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用研究

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1、SVG技術(shù)在城市軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用研宄云南省銀塔送變電設(shè)計有限公司云南昆明650206摘要：靜止無功發(fā)生器（SVG）的推廣使用，不僅改善了電力品質(zhì)，大幅度地減少電力輸送的能耗，同時提高了電力系統(tǒng)的安全性，有利于能源多樣化的實施。木文城市軌道交通領(lǐng)域為研究對象，分析了該技術(shù)的具體應(yīng)用。關(guān)鍵詞：城市軌道交通；無功補償；SVG刖目城軌交通的建設(shè)與發(fā)展，直接推動著城鎮(zhèn)化的進(jìn)程與城市繁榮，不僅有利于發(fā)揮大城市的輻射功能和節(jié)能減排，而且有效的緩解大城市交通擁堵。但對于大電力系統(tǒng)供電且相對容量有限的城軌交通牽引負(fù)荷，在忽略系統(tǒng)中部分遠(yuǎn)離城市的火力發(fā)電廠排除污染物由牽引負(fù)荷分?jǐn)偵倭糠蓊~的情況下，

2、采用城軌交通電力牽引一般可視為污染物零排放的綠色交通，顯然，增加城軌交通在城市公交總運量中的比重，將有效減少污染物排放，改善城市空氣質(zhì)量，有利于環(huán)保。1、SVG技術(shù)概述1.1SVG的基木結(jié)構(gòu)眾所周知，在單相電路中，與基波無功功率有關(guān)的能量是在電源和負(fù)載之間來回往返的。但是在平衡的三相電路中，不論負(fù)載的功率因數(shù)如何，三相瞬時功率的和是一定的，在任何時刻都是等于三相總的有功功率。因此，在三相電路的電源和負(fù)載之間沒有無功能量的來回往返，各相的無功能量是在三相之間來回往返的。所以，如果能用某種方法將三相各部分統(tǒng)一起來處理，則在總的負(fù)載側(cè)就無須設(shè)置無功儲能元件。三相橋式變流電路實際上就具有

3、這種將三相各部分總的無功功率統(tǒng)一起來處理的特點。因此，理論上講，SVG的橋式變流電路的直流側(cè)可以不設(shè)儲能元件。實際上，考慮到變流電路吸收的電流并不僅僅含基波，其諧波的存在多少會造成總體看來有少許能量在電源和SVG之間往返。所以為了維持橋式變流電路的正常工作，其直流側(cè)仍需要一定大小的電感或電容作為儲能元件，但所需儲能元件的容量遠(yuǎn)比SVG所能提供的無功容量要小。而對傳統(tǒng)的SVG裝置，其所需儲能元件的容量至少要等于其所提供無功功率的容量。因此，SVG中儲能元件的體積和成本比同容量的SVG人人減小［1］。嚴(yán)格地講，SVG應(yīng)分為采用電壓型橋式電路和電流型橋式電路兩種類型。其電路基本結(jié)構(gòu)分別

4、如圖1(a)所示，直流側(cè)分別采用的是電容和電感這兩種不同的儲能元件。對電壓型橋式電路，還需要再串聯(lián)上連接電抗器才能并入電網(wǎng)：對電流型橋式電路，還需要在交流側(cè)并聯(lián)上吸收換相產(chǎn)生的過電壓的電容器。實際上，由于運行效率的原因，迄今投入使用的SVG大都采用電壓型橋式電路，因此SVG往往專指采用自換相的電壓型橋式電路作為動態(tài)無功補償?shù)难b置。在這種情況下，只需使和同相，僅改變幅值大小即可以控制SVG從電網(wǎng)吸收的電流是超前還是滯后90°，并且能控制該電流的大小。當(dāng)電流超前于電壓，SVG發(fā)出容性無功功率：當(dāng)電流滯后于電壓，SVG發(fā)出感性的無功功率。2、SVG技術(shù)的應(yīng)用研究2.1軌道交通功

5、率因數(shù)的特點及電抗器裝置的應(yīng)用分析軌道交通供電系統(tǒng)的容性無功主要由中壓環(huán)網(wǎng)電纜產(chǎn)生，蘇量值基本固定。因此，理論上可以采用電抗器固定補償?shù)姆绞竭M(jìn)行補償。這種方式既簡單,又便于運營維護(hù)，而且節(jié)省投資。但是，由于軌道交通白天與夜晚負(fù)荷變化較大，初期與近遠(yuǎn)期負(fù)荷變化也較大，采用固定補償方式，要達(dá)到0.95這樣比較高的功率因數(shù)相對比較困難。這就需要用其他裝置進(jìn)行可調(diào)式補充［2】。2.2軌道交通供電系統(tǒng)特點及奮源濾波裝置的應(yīng)用分析軌道交通用電負(fù)荷具有以下特點：①閂天負(fù)荷大，加上電纜產(chǎn)生的容性無功，供電系統(tǒng)的總功率因數(shù)能夠滿足電力系統(tǒng)的要求：夜晚負(fù)荷小，中壓電纜產(chǎn)生的無功不能被負(fù)荷吸收，導(dǎo)致系

6、統(tǒng)無功返送。①白天諧波含量大，由于白天動力照明系統(tǒng)內(nèi)的變頻負(fù)荷、整流負(fù)荷均投入運行，這使得動力照明系統(tǒng)的諧波含量較大：夜晚諧波含量小，因為夜晚變頻負(fù)荷、整流負(fù)荷大多停運，系統(tǒng)內(nèi)的諧波含量很少。根據(jù)以上特點，結(jié)合0.4kV冇源濾波裝置既能濾除諧波，同吋還能補償無功的雙重功能，將有源濾波裝置的作用按照白天和晚上進(jìn)行劃分：白天利用0.4kV奮源濾波裝置重點濾除低壓系統(tǒng)諧波，夜晚利用該裝置除濾波外還進(jìn)行無功補償，補償中壓環(huán)網(wǎng)產(chǎn)生的容性無功（該無功量相對固定）。但是，有源濾波裝置的容量有限，以120A有源濾波裝置為例，其最大無功補償容量為83kvar,相對于環(huán)網(wǎng)電纜產(chǎn)生的無功，補償能力較小

7、。2.3無功補償方案綜合軌道交通的無功補償需求及電抗器、奮源濾波裝置的特點，電抗器與有源濾波裝置可相互補充，有源濾波裝置容量較小，而電抗器容量較大；電抗器只能固定補償，而有源濾波裝置可以起到一定的調(diào)解作用。因此，簡化的無功補償方案如圖3所示，各降壓變電所根據(jù)0.4kV諧波含量設(shè)置有源濾波裝置，主變電所設(shè)置電抗器，并且為電抗器設(shè)置調(diào)解抽頭［3】。2.4功能實現(xiàn)0.4kV有源濾波裝置的原理是通過對測量點的電特性參數(shù)進(jìn)行分析，確定測量點的諧波含量及功率因數(shù)，然后對其進(jìn)行濾波和無功補償。