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1、試論靜止無功補償裝置在港口供電系統(tǒng)應用 摘要：本文結合筆者多年來的從業(yè)經(jīng)驗，就港口的供電現(xiàn)狀進行闡述，通常情況下港口的用電負荷屬于典型的諧波源，嚴重影響著港口供電系統(tǒng)的電能質量。通過對現(xiàn)狀的分析提出了基于靜止無功補償裝置（SVG）的電能質量治理方案，SVG是基于柔性交流輸電技術的新一代無功補償及諧波治理裝置，在滿足港口負荷無功需求的同時，不增加額外的硬件，同時可實現(xiàn)有源濾波的效果，是港口改善電能質量的最佳解決方案，以供同類工程參考與借鑒。關鍵詞：港口供電系統(tǒng)柔性交流輸電技術電能質量無功功率諧波靜止無功發(fā)生器中圖分類號：TM761文獻
2、標識碼：A文章編號：1672-3791（2013）04（a）-0136-02在電力系統(tǒng)中，各個節(jié)點無功功率的平衡情況會直接影響到該節(jié)點的電壓水平。目前在電力系統(tǒng)運行過程中使用的很多設備都可以實現(xiàn)無功功率的頻繁變化，例如常見的電氣化鐵道以及軋鋼機等。與此同時在電力系統(tǒng)中由于存在很多精密設備，對電壓的穩(wěn)定性提出了更高的要求，例如計算機等。所以系統(tǒng)的無功功率補償成為了電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行過程中亟需解決的一個重要問題。8通常我們使用的無功功率補償設備主要包括同步發(fā)電機、調相機以及并聯(lián)電容器等，但是在一些太大或者太小的無功功率補償過程中，使用同
3、步發(fā)電機或調相機并不是特別合適，而且這些設備屬于一種旋轉設備，會產(chǎn)生較大的損耗以及噪聲問題；另外并聯(lián)電容器阻抗是保持固定不變的，無法對負荷無功功率的變化進行實時跟蹤，所以這些傳統(tǒng)設備都已經(jīng)無法繼續(xù)為電力系統(tǒng)的發(fā)展提供必要的支持了。本文所述的靜止無功補償主要是指通過采用不同的靜止開關對電容器以及電抗器等進行投切，能夠使其獲得吸收和發(fā)出無功電流的功能，進一步增加功率因數(shù)，確保電力系統(tǒng)的電壓具有更好的穩(wěn)定性，從而避免系統(tǒng)發(fā)生振蕩問題。到目前為止常用的靜止開關主要包括斷路器開關以及電力電子開關這兩種。其中斷路器開關作為接觸器，其開關時間大約會
4、持續(xù)10～30s，速度較慢，無法對負載無功功率的變化情況進行及時的跟蹤，在投切電容器時很容易造成較大的沖擊涌流以及操作過電壓現(xiàn)象，導致接觸電發(fā)生燒焊，使得補償電容器內部遭到擊穿，承受過大的應力，增加了維修量。8隨著電力電子技術水平的不斷提高，使得其廣泛應用于電力系統(tǒng)中，逐漸出現(xiàn)了交流無觸點開關GTO、SCR以及GTR等，這些開關在進行投切的過程中持續(xù)時間僅為10μs，相比于過去提高了大約500倍，不管是什么系統(tǒng)參數(shù)，無功補償都能夠在一個周波內全部完成，同時還可以實現(xiàn)單相調節(jié)功能。目前我們所采用的靜止無功補償裝置通常是指采用晶閘管制作而
5、成的無功補償設備，主要包括下述三個類型：首先一種是在靜止無功補償裝置當中包含有飽和電抗器，其次是通過利用晶閘管來對電抗器進行控制或者對電容器進行投切，我們將其稱之為SVC，最后則是高級靜止無功發(fā)生器，簡稱為ASVG，該裝置主要采用自換相變流技術。1現(xiàn)階段港口供電系統(tǒng)的運行情況港口供電系統(tǒng)會消費大量的電力。隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，科學技術水平取得了非常大的提高，在港口建設中逐漸采用了更多的電力裝卸機械以及電力電子裝置等，但是由于這些設備在運行的過程中需要吸收大量沖擊性無功功率，導致功率因數(shù)過低，甚至會造成電壓波動以及閃變等現(xiàn)象，而且電力
6、電子設備會帶來一定的諧波污染，導致港口供電電網(wǎng)波形發(fā)生變形問題，進一步惡化了供電質量，直接影響到了電能的質量。另外在港口建設中還對節(jié)能減排工作提出了更多的要求：港口建設以及運行的相關部門和企業(yè)一定要有明確的政治責任感，將節(jié)能減排工作放在港口建設中的重要地位。通過加強部門的組織領導力度，認真貫徹落實與節(jié)能減排相關的方針政策。在對港區(qū)電網(wǎng)進行改造的過程中，還需要積極與供電部門相配合，通過采用新技術，盡可能的避免高次諧波造成的附加損耗，進一步確保港口的供電質量。8為了提高港口供電質量水平，確保供電的可靠性，通常會采用磁控電抗器、晶閘管投切電
7、容器以及控制電抗器等傳統(tǒng)的無功補償設備，然后再在LC濾波器的基礎上降低諧波畸變對供電系統(tǒng)造成的影響，但是這些設備由于響應速度較慢、無法切實解決過補以及欠補的問題、很容易造成諧波進一步放大的問題，所以，在港口無功補償中通過采用靜止無功補償裝置（SVG），可以進一步治理諧波問題，是目前港口供電系統(tǒng)為了提高電能質量采取的一個最佳方案。在港口電力系統(tǒng)運行中會出現(xiàn)大量感性負荷問題，很多電動裝卸機械會發(fā)生較大的負荷變化以及速度變化，在短時間內承受過大的負載，是一種無功沖擊性負載現(xiàn)象，由此會導致其功率因數(shù)大幅度降低，無功補償無法達到0.7，在進行考
8、核時無法達到電業(yè)部門的相關考核規(guī)定，常常遭受一定的罰款。8除此之外，在港口供電系統(tǒng)所使用的大型裝卸機械電氣傳動裝置中，一般都會選擇晶閘管整流直流調速設備以及交流變頻調速設備，屬于一種非線性負荷，能夠不斷的向電力系統(tǒng)當中注
