靜態(tài)無功補(bǔ)償器由晶閘管控制的切割電抗器和電容器組成,因?yàn)榫чl管對(duì)控制信號(hào)反應(yīng)非常快,斷開次數(shù)可以不受限制。當(dāng)電壓變化時(shí),靜態(tài)補(bǔ)償器可以快速調(diào)整,以滿足動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)男枰?shí)現(xiàn)分相補(bǔ)償;對(duì)三相不平衡負(fù)荷和沖擊負(fù)荷適應(yīng)性強(qiáng);但由于晶閘管控制會(huì)產(chǎn)生高諧波,需要安裝專用濾波器。
此外,風(fēng)電場、冶金、電氣化鐵路、煤炭等工業(yè)領(lǐng)域的靜態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)也有很大的客觀需求。目前,靜態(tài)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置(SVC)對(duì)解決各種負(fù)載產(chǎn)生的無功影響非常有效。它是一種技術(shù)含量高、經(jīng)濟(jì)效益顯著的新型節(jié)能裝置。晶閘管變流裝置和控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)此功能。采集母線的無功電流值和電壓值,合成無功值,與設(shè)定的恒無功值進(jìn)行比較,計(jì)算觸發(fā)角的大小。晶閘管通過晶閘管觸發(fā)裝置流過所需的電流。
1.動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償。
靜態(tài)同步補(bǔ)償器(Staticsynchrouscompensator,Statcom)采用新一代電力電子設(shè)備(如門極可關(guān)閉晶閘管(Gateturn-offthristor,GTO)。絕緣柵雙極晶體管(InsulatedGateBipolartransistor,IGBT)。
(Integratedgatecomutedthyristor、IGCT)和現(xiàn)代控制技術(shù)(如逆系統(tǒng).直接反饋線性化等)。),具有感性和容性無功的補(bǔ)償系統(tǒng)。提高系統(tǒng)功率因數(shù).提高電能質(zhì)量.提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性等多種功能。STATCOM自問世以來,引起了各國電力科研和工業(yè)界的廣泛關(guān)注,得到了快速發(fā)展和應(yīng)用。是目前電力系統(tǒng)中性能好的無功補(bǔ)償裝置,是柔性交流輸電系統(tǒng)的核心。
STATCOM在電力系統(tǒng)中的作用是進(jìn)行無功補(bǔ)償,將連接點(diǎn)的電壓保持為給定值,提高系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定性,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性能。STATCOM基于瞬時(shí)無功功率的概念和補(bǔ)償原理,采用全控開關(guān)設(shè)備組成自換相逆變器,輔以小容量儲(chǔ)能元件組成無功補(bǔ)償裝置。與現(xiàn)有的靜態(tài)無功補(bǔ)償裝置(SVC)相比,調(diào)整速度更快。更廣泛的操作范圍。吸收無功連續(xù)性。諧波電流小,損耗低。大大降低了電抗器和電容器的容量和安裝面積。
傳統(tǒng)的補(bǔ)償諧波和無功電流的另一種方法是安裝無源濾波器,通常由電力電容器組成。電抗器和電阻串并聯(lián)組合,既能補(bǔ)償諧波,又能補(bǔ)償無功功率。目前,我國常用的無功調(diào)節(jié)設(shè)備仍然是機(jī)械并聯(lián)電抗器。切割電容器,這些靜態(tài)調(diào)節(jié)手段,由于調(diào)節(jié)不連續(xù)。響應(yīng)速度慢,難以滿足系統(tǒng)運(yùn)行模式快速變化的需要。
另一種壓力調(diào)節(jié)裝置SVC響應(yīng)速度快,但由于恒阻抗特性,電壓低時(shí)無法提供所需的無功支撐,應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的能力較弱。為了抑制諧波,必須安裝濾波器,占地面積大。此外,過多的SVC裝置容易引起系統(tǒng)振蕩。相比之下,新的無功補(bǔ)償裝置STATCOM是一種更有效的壓力調(diào)節(jié)手段。其無功電流輸出可在大電壓變化范圍內(nèi)恒定,在低電壓下仍能提供強(qiáng)大的無功支撐,并可在感知到容性的全范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)整。
2.無功補(bǔ)償原理:
電網(wǎng)輸出的功率包括兩部分:一部分是有功功率;另一部分是無功功率。直接消耗電能,將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。熱能。化學(xué)能量或聲能,使用這些功率,這部分功率稱為有功功率,不消耗電能,只是將電能轉(zhuǎn)化為另一種形式的能量,這是電氣設(shè)備工作的必要條件,這種功率在電網(wǎng)和電能周期性轉(zhuǎn)換,這部分功率稱為無功功率,如電磁元件建立磁場占用的電能,電容器建立電場所占用的電能。當(dāng)電流在電感元件中工作時(shí),電流滯后于電壓90°。當(dāng)電流在電容元件中工作時(shí),電流超過電壓90°。在同一電路中,電感電流與電容電流方向相反,相互差為180°。如果電容元件安裝在電磁元件電路中,電流相互抵消,電流矢量與電壓矢量之間的壓矢量之間的角度補(bǔ)償可以減少。
配電網(wǎng)無功補(bǔ)償和諧波處理裝置研發(fā)成功,投入大規(guī)模生產(chǎn),可帶來較大的社會(huì)效益。目前,我國配電網(wǎng)無功補(bǔ)償普遍不足。不合理布局,城鄉(xiāng)電網(wǎng)和區(qū)域電網(wǎng)電容器容量倒置。10KV電壓等級(jí)以上配電網(wǎng)用戶無功需求大,無功補(bǔ)償和諧波處理裝置有效合理使用,配電網(wǎng)無功和諧波補(bǔ)償,不僅可以達(dá)到節(jié)能降耗的目的,還可以減少諧波造成的電力裝置損壞和事故。