高壓靜止型動態(tài)無功補償裝置簡稱SVC,在電力系統(tǒng)中稱為“靜止補償裝置”,這是因為構(gòu)成這種裝置的主要元件(電容器、電抗器、晶閘管閥等)是靜止的而非轉(zhuǎn)動的(相對于調(diào)相機之類的旋轉(zhuǎn)設(shè)備而言)。SVC在鋼鐵行業(yè)則稱為“高壓動態(tài)無功補償裝置”,是相對于不能進行動態(tài)調(diào)節(jié)的高壓無功補償電容器或過濾器組來說的,SVC的功能是動態(tài)無功功率補償。凡是需要對無功功率進行連續(xù)和快速控制的地方都科越用SVC來滿足以下一個或多個要求:
(1)改善電壓控制水平
(2)提高電網(wǎng)的靜態(tài)穩(wěn)定性和動態(tài)穩(wěn)定性
(3)降低暫時過電壓
(4)阻尼系統(tǒng)的低頻和次同步振蕩(SSR)
(5)降低或減少電壓和電流的不平衡
(6)改善波動負載對電網(wǎng)的影響,減少由于電壓波動引起的照明閃爍(稱為“閃變”)
(7)抑制諧波
(8)降低電網(wǎng)損耗,提高功率因數(shù)
自從武鋼從德國引進第一套大型軋鋼設(shè)備(1.7米軋鋼機)開始,中國電網(wǎng)就開始有了動態(tài)無功功率補償?shù)男枨蟆5牵捎谶M口SVC的價格太高,阻礙了這項技術(shù)在中國的快速推廣。長期以來SVC在電力系統(tǒng)中應(yīng)用并不廣泛,到上個世紀90年代末,也只有區(qū)區(qū)6套SVC在中國電網(wǎng)落戶,而且全是價格很貴的進口設(shè)備。
1982年由原機械部和電力部聯(lián)合,通過西安電力機械公司引進了BBC公司的TCR型SVC無功補償技術(shù),并經(jīng)過多年的努力,于1989年底首先在湖北大冶鋼廠投入使用。隨著1996年我國《電力法》的頒布,電能質(zhì)量國家系列標準的實施,電力部門加強了對干擾性復核接入電網(wǎng)的管理,用戶也提高了對電能質(zhì)量重要性的認識。由于SVC對鋼鐵用戶尤其是電弧爐有較好的節(jié)電和生產(chǎn)經(jīng)濟效益,從而使SVC的工業(yè)應(yīng)用步伐大大加快(由過去每年2~3套,提高到每年10~20套)。而國產(chǎn)SVC裝置由于其較為低廉的價格及穩(wěn)定的性能,已逐步在國內(nèi)市場占據(jù)優(yōu)勢,至2006年約有120余套投入使用,最近幾年又有更快的發(fā)展。
根據(jù)統(tǒng)計,SVC在國外的應(yīng)用除了電力大用戶外,電網(wǎng)補償也是很重要的應(yīng)用場合。SVC在電網(wǎng)的安裝數(shù)量與在電力用戶的安裝數(shù)量比率遠比國內(nèi)大,SVC對提高電網(wǎng)穩(wěn)定性,改善遠距離輸電線的輸送能力等等,都有很大的作用。所以電網(wǎng)應(yīng)用仍然是SVC一個潛在的大市場。
國內(nèi)生產(chǎn)高壓靜止型動態(tài)無功補償裝置的公司有很多,包括鞍山榮信、北京中電普瑞、保定三伊、西電公司、山東泰開等公司都能提供成套SVC設(shè)備。保定三伊采用全數(shù)字化控制保護、熱管冷卻系統(tǒng)、光電觸發(fā)等新技術(shù)發(fā)展的SVC成套設(shè)備,成功地應(yīng)用到鋼鐵化工、電網(wǎng)及風力發(fā)電新能源方面,在技術(shù)平臺上已經(jīng)同國外各大公司處于同等水平。
2 高壓靜止型動態(tài)無功補償裝置與新能源和節(jié)能
新能源和節(jié)能產(chǎn)業(yè)是促進消費、增加投資、穩(wěn)定出口的一個重要的結(jié)合點,也是調(diào)整結(jié)構(gòu)、提高國際競爭力一個現(xiàn)實的切入點。目前已啟動大型風電基地開發(fā)建設(shè)和財政補貼啟動光伏發(fā)電市場,為高壓SVC裝置提供了廣闊的發(fā)展空間。由于異步發(fā)電機組,發(fā)電時要吸收無功建立磁場,沒有無功補償裝置提供無功支持,風機需要從系統(tǒng)吸收無功,本身無功補償容量又隨風機所發(fā)有功功率變化而變化,而風力發(fā)電受風力資源的影響非常大,因此存在大規(guī)模風電場接入電網(wǎng)的無功補償問題。風力發(fā)電和集中安裝的太陽能光伏電站有很多地處偏遠,接入地為電力網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)末端,電壓穩(wěn)定問題突出,SVC能夠起到穩(wěn)定電網(wǎng)電壓的作用。當發(fā)生系統(tǒng)短路故障后,SVC的動態(tài)無功調(diào)節(jié)能力可以加快故障切除后,風電場節(jié)點電壓的恢復過程,改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性。