無功補(bǔ)償技術(shù)及其應(yīng)用-開題報告

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1、江蘇大學(xué)2011級畢業(yè)（設(shè)計）論文開題報告電氣信息工程系（院）電氣工程及其自動化專業(yè)題目無功補(bǔ)償技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)生姓名顧磊班級電氣卓越1102學(xué)號3110501036指導(dǎo)教師姜晉文日期2014年3月20日一、與本課題有關(guān)的國內(nèi)外研究情況：無功功率補(bǔ)償對電力系統(tǒng)有著重要意義。對電力系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒o功補(bǔ)償，可以穩(wěn)定電網(wǎng)電壓，提高功率因數(shù)，提高設(shè)備利用率，減小網(wǎng)絡(luò)有功功率損耗，提高輸電能力，平衡三相功率，為系統(tǒng)提供電壓支撐，提高系統(tǒng)運(yùn)行安全性。早期的無功補(bǔ)償裝置是同步調(diào)相機(jī)、固定補(bǔ)償電容器和機(jī)械開關(guān)投切電容器組（MSC）。目

2、前廣泛應(yīng)用的是靜止無功補(bǔ)償器SVC（StaticVarCompensator），它是一種動態(tài)無功補(bǔ)償裝置。SVC有以下幾種形式：飽和電抗器型（SR型SVC）、晶閘管投切電容器型（TSC型SVC）、固定電容晶閘管控制電抗器型（FC-TCR型SVC）、機(jī)械投切電容器-晶閘管控制電抗器型（MSC-TCR型SVC）以及晶閘管投切電容器-晶閘管控制電抗器型（TSC-TCR型SVC）。TCSC（thyristorcontrolledseriescapacitor），可控串聯(lián)電容補(bǔ)償是一種基于晶閘管控制的串聯(lián)補(bǔ)償裝置。主要應(yīng)用于電

3、力輸電系統(tǒng)提高輸電網(wǎng)的傳輸能力和系統(tǒng)穩(wěn)定性，是近年來發(fā)展起來的先進(jìn)的串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)。SVG又稱STATCOM，即靜止無功發(fā)生器或高級靜止無功補(bǔ)償器（ASVC），它是基于瞬時無功功率的概念和補(bǔ)償原理采用GTO構(gòu)成的換相交流器。SVG分電壓型和電流型橋式電路兩種。由于電壓型控制方便，損耗小，因此在實(shí)際應(yīng)用中被廣泛采用。通過調(diào)節(jié)橋式電路交流側(cè)輸出電壓的相位、幅值或者直接調(diào)節(jié)其交流側(cè)電流進(jìn)行無功功率的交換。與SVC相比，其調(diào)節(jié)速度更快，調(diào)節(jié)范圍更寬，欠壓條件下的無功調(diào)節(jié)能力更強(qiáng)，因此具有良好的補(bǔ)償特性。各種無功補(bǔ)償裝置中，調(diào)相

4、機(jī)補(bǔ)償是早期的無功補(bǔ)償裝置，成本高，安裝復(fù)雜，目前正逐步被淘汰。MSC出現(xiàn)也比較早，在技術(shù)上已不屬于先進(jìn)，但結(jié)合目前先進(jìn)的控制技術(shù)，MSC以其優(yōu)良的性價比，在無功負(fù)荷波動不太頻繁的場合，依然具有廣泛的市場。目前，在國外SVC技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟并取得廣泛的工程應(yīng)用，STATCOM裝置作為一種比SVC在動態(tài)補(bǔ)償上表現(xiàn)更良好的先進(jìn)補(bǔ)償裝置已經(jīng)開始實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化并應(yīng)用于工程領(lǐng)域，只是因?yàn)閮r格比較高，還不能完全取代SVC在動態(tài)補(bǔ)償領(lǐng)域的作用。目前動態(tài)無功補(bǔ)償中SVC占絕大部分份額，而高電壓等級，大容量的SVC項(xiàng)目幾乎全部被ABB、S

5、iemens等跨國公司壟斷。ABB公司于上世紀(jì)70年代開始研制SVC，并于1972年在世界范圍內(nèi)第一次將SVC應(yīng)用于鋼鐵廠，1979年將SVC應(yīng)用于鐵路系統(tǒng)。目前，SVC在動態(tài)并聯(lián)補(bǔ)償中占據(jù)統(tǒng)治性地位。1998年，ABB推出新一代動態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)，SVCLight，即通常所說的STATCOM。西門子公司對基于晶閘管控制技術(shù)的無功補(bǔ)償技術(shù)的研究也起始于上世紀(jì)70年代，第一套SVC產(chǎn)品（TCR型）于1980年被訂購。1984年，提供了一套TSC型SVC。目前，生產(chǎn)的SVC產(chǎn)品達(dá)到100套，總?cè)萘?702MVA，涉及19個

6、國家。西門子還在美國的Nucor安裝了世界最大的SVC系統(tǒng)，容量達(dá)410Mvar。GE在串聯(lián)補(bǔ)償領(lǐng)域擁有先進(jìn)的技術(shù)和生產(chǎn)能力，目前，GE提供的串聯(lián)補(bǔ)償裝置的總?cè)萘砍^了29Gvar。GE是最早提供TCSC裝置的企業(yè)。另外，GE還生產(chǎn)性價比良好的MSC裝置。在國內(nèi)，目前機(jī)械投切電容器的方式比較普遍。尤其加入控制系統(tǒng)后，在負(fù)荷波動幅度和頻率變化不大，在對響應(yīng)速度要求不高的配電網(wǎng)絡(luò)中，MSC以其優(yōu)良的性價比，依然具有廣泛的市場。國內(nèi)SVC的主要生產(chǎn)企業(yè)是榮信電力電子股份有限公司、西電科技、電科院電力電子公司。其中西電科技和

7、電科院引進(jìn)的是ABB、Siemens的技術(shù)，榮信引進(jìn)的是烏克蘭的技術(shù)。他們都是中國最早一批引進(jìn)SVC設(shè)備和技術(shù)的國內(nèi)企業(yè)。其中電科院的鞍山紅一變SVC國產(chǎn)化工程（35kV，100Mvar）是國內(nèi)第一套應(yīng)用于輸電網(wǎng)絡(luò)的國產(chǎn)化SVC產(chǎn)品。但目前國內(nèi)電氣化鐵SVC的使用還比較少，且只是在支線上應(yīng)用。1994年作為原電力部重大科技攻關(guān)項(xiàng)目，由河南省電力局和清華大學(xué)共同研制的±20Mvar的STATCOM于1995年并網(wǎng)運(yùn)行，使中國成為世界上第4個擁有大容量STATCOM的國家。2002年11月，國家電網(wǎng)公司科環(huán)部主持通過了“

8、上海電網(wǎng)黃渡分區(qū)±50Mvar的STATCOM示范工程”。在國內(nèi)，機(jī)械投切電容器（MSC）裝置以其低廉的價格，依然占據(jù)很大的市場份額。目前國內(nèi)企業(yè)只能供35kV及以下的SVC裝置，STATCOM在國內(nèi)還沒有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，國內(nèi)的STATCOM技術(shù)尚處試運(yùn)行階段，國內(nèi)比較先進(jìn)，且占據(jù)一定市場份額的動態(tài)無功補(bǔ)償裝置仍是SVC。在歐、美、日本等一些發(fā)達(dá)國