安科瑞 師晴晴
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江陰 214405
摘要：本文從電能質量治理效果和市場需求等方面介紹了靜止無功發(fā)生器產(chǎn)品，闡述了其基本原理、市場需求并分析了其相對于傳統(tǒng)無功補償柜的優(yōu)勢。
關鍵詞：靜止無功發(fā)生器 功能 市場需求
1 引言
由于電力電子技術的快速發(fā)展，大型工業(yè)場所中出現(xiàn)了大量非線性負載和不平衡負荷（如LED燈、UPS、變頻器等）以及新的發(fā)電方式與儲能方式的推廣使用（其中有大量的整流與逆變器），這都導致了大量諧波的產(chǎn)生；并且這些大型工業(yè)場所中，普遍都有吊車設備、電梯、電焊機、攪拌機等快速變化的負荷。在這些有大量諧波產(chǎn)生，并且負荷變化迅速的場所，傳統(tǒng)的電容型無功補償裝置已經(jīng)很難滿足無功補償?shù)男枨?，此時就需要采用靜止無功發(fā)生器來進行無功補償。
2 靜止無功發(fā)生器產(chǎn)品介紹
靜止無功發(fā)生器（Static Var Generator,下簡稱SVG）是一種采用全控型電力電子器件組成的橋式變流器來進行無功補償?shù)难b置。它將電力電子技術、計算機技術和現(xiàn)代控制系統(tǒng)應用于電力系統(tǒng)，通過對裝置輸出電流相位的控制，從感性到容性整個范圍進行連續(xù)的無功調節(jié)，快速補償系統(tǒng)對無功功率的需求。SVG能動態(tài)的補償無功電流，從而減小線路損耗，增大線路的有功輸送能力。
其基本原理是將三相橋式電路通過電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上，適當調節(jié)橋式電路交流側輸出電壓的相位和幅值或者直接控制其交流側電流，就可以使該電路吸收或者發(fā)出滿足要求的無功電流，實現(xiàn)動態(tài)無功補償?shù)哪康?。工作原理以及補償模式如下圖所示。
圖2-1 靜止無功發(fā)生器SVG工作原理圖
圖2-2 靜止無功發(fā)生器SVG輸出電流補償模式
3 靜止無功發(fā)生器的功能
3.1 SVG產(chǎn)品功能
線路狀態(tài)采集：LCD液晶屏顯示，檢測SVG所在的需補償線路的電壓、電流值及其波形、功率因數(shù)、諧波含量等重要電能質量參數(shù)。
動態(tài)補償無功功率：線性輸出，無功功率全容性-全感性輸出，補償無死角，補償后系統(tǒng)功率因數(shù)≥0.99并且響應時間<5ms。
不平衡治理：具備三相不平衡治理及穩(wěn)壓功能，提高0.4kv配電**性。
3.2 SVG產(chǎn)品技術參數(shù)
工作溫度：-10℃～+45℃；
存儲溫度：-25℃～+60℃；
海拔高度：≤1000m，1000m以上按GB/T 3859.2降容使用；
相對濕度：5%-95%，無凝露；
補償方式：額定感性無功到額定容性無功連續(xù)無級可調；
補償效果：功率因數(shù)可達0.99；
響應時間：5ms；
過載保護：自動限制到額定電流輸出；
有功損耗：<4%額定功率模塊；
工作模式：自動或手動；
通訊接口：RS 485、以太網(wǎng)；
擴展能力：同型號直接并機，數(shù)量不少于10臺；
噪 音：≤65Db;
電網(wǎng)電壓：400V，允許波動±20%；
電網(wǎng)頻率：50Hz±2%
重 量：50kg
防護等級：IP20
3.3 SVG產(chǎn)品外觀
圖3-1 SVG整柜外觀示意圖
圖3-2 SVG模塊外觀示意圖
3.4 產(chǎn)品優(yōu)勢
SVG除了適用環(huán)境更廣之外，在常規(guī)配電環(huán)境中使用時，也具有極其優(yōu)良的性能。具體參考表3-1。
表3-1 靜止無功發(fā)生器（SVG)與傳統(tǒng)無功柜(SVC)性能比較
4 市場需求
4.1 SVG的重要性
凡是安裝有低壓變壓器的地方以及大型的用電設備旁邊都應該配備無功補償設備（國家電力部門的規(guī)定），特別是那些功率因數(shù)較低的工礦、企業(yè)、居民區(qū)安裝。大型異步電機、變壓器、電焊機、沖床、車床群、空壓機、壓力機、吊車、冶煉、軋鋼、軋鋁、大型交換機、灌電設備、電氣機車等尤其需要。居民區(qū)除白熾燈照明外，空調、冷凍機等也是無功功率不可忽視的耗用對象。農村用電情況比較惡劣，多數(shù)地區(qū)供電不足，電壓波動很大，功率因數(shù)尤其低，加裝無功補償設備是改善供電狀況、提高電能利用率的措施。
所以無功功率補償是剛性需求，而在以下行業(yè)的使用環(huán)境下，SVG的無極補償以及實時性優(yōu)勢尤為明顯，其重要性得以體現(xiàn)：
1）冶金行業(yè)：主要是存在于生產(chǎn)流水線上的軋機；
2）石油行業(yè)：主要是頻繁快速啟動的絞車用電動機、抽油機用的提升機、轉盤等；
3）軌道交通：大量使用電纜長距離傳輸、以及因需求特性存在嚴重的三相不平衡狀態(tài)；
4）汽車制造業(yè)：大量使用電焊機或激光焊接機，在焊接的短時間隔后緊隨著是空載運行。
在這些使用環(huán)境中，負載對于無功功率的需求都是時間短、頻率高的，若使用傳統(tǒng)電容補償柜，由于其電容器組有固定容量無法做到無死角補償且電容器組投入和切除速度慢等原因，往往無法滿足實際使用需求，此時就需要SVG來治理，因為其應用可克服LC補償器等傳統(tǒng)的無功補償器響應速度慢、補償效果不能控制、容易與電網(wǎng)發(fā)生并聯(lián)諧振和投切震蕩等缺點。
除負載無功波動頻繁的環(huán)境之外，還有一些SVG更加有優(yōu)勢的較惡劣使用環(huán)境，比如：
1、THDu較高導致SVC不能正常投入，甚至燒毀機器；
2、負載三相不平衡，SVC無法補償及調節(jié)；
3、光伏末端并網(wǎng)系統(tǒng)，可能出現(xiàn)有功功率為0的情況，SVC控制器無法判別方向，導致SVC無法正常投入使用……
以上工況傳統(tǒng)補償不能適用或者效果很差，而SVG完全可以克服這種工況，SVG的適用性更強，可以適用各種復雜惡劣的工況，是目前的無功補償產(chǎn)品。
4.2 SVG的市場前景
無功補償在電力供電系統(tǒng)中起提高電網(wǎng)的功率因數(shù)的作用，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境。所以無功功率補償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補償裝置，可以做到限度的減少電網(wǎng)的損耗，使電網(wǎng)質量提高。反之，如選擇或使用不當，可能造成供電系統(tǒng)，電壓波動，諧波增大等諸多因素。
對于國內低壓無功補償市場，主要和電網(wǎng)公司正在推進的低電壓治理密切相關。加強低壓配網(wǎng)無功補償?shù)膬?yōu)化配置，保持無功平衡，對于保證電能質量、降低電網(wǎng)損耗具有重要的作用和意義，符合國家電網(wǎng)公司“十二五”無功發(fā)展規(guī)劃綱要的要求。伴隨電網(wǎng)公司在低壓網(wǎng)內市場的投入加大，從2015年到2020年低電壓治理市場會呈現(xiàn)快速增長的趨勢，預計到2020年低電壓治理市場規(guī)模會從2014年的2億元增加到82億元。按照無功補償占據(jù)低電壓治理20%的市場份額計算，預計到2020年網(wǎng)內低壓無功補償市場規(guī)模會達到16.4億元。目前市場上無功補償仍舊以SVC的應用為主，隨著技術的發(fā)展，SVG因其性能優(yōu)于SVC，成本近年來也在不斷下降，已具備一定的價格競爭力，將成為低壓無功補償市場的重要發(fā)展方向。
圖3-1 2010-2020年中國網(wǎng)內低壓無功補償市場預測
5.結束語
靜止無功發(fā)生器（SVG）是電能質量系列產(chǎn)品中的一種。在治理性能方面，它集電能監(jiān)測、設備保護、通訊功能于一體，具有強大的治理能力，可**應對各種無功補償需求，一則加強了電網(wǎng)的輸配電能力，二則避免了用戶因功率因數(shù)不足而被罰款，為用戶帶來了極大的經(jīng)濟效益；在銷售市場方面，隨著國民經(jīng)濟水平的發(fā)展和國內低壓無功補償市場不斷擴大，ANSVG的市場需求量正在以極快的速度增長；在客戶體驗方面，由于其采用了高集成度的模塊設計，后期維護擴容變得更加輕松、便利，人性化的智能人機界面和上位機通訊功能也使設備監(jiān)控變得更輕松。由此可見，選用靜止無功發(fā)生器產(chǎn)品對電網(wǎng)設施和用戶來說都極大益處，實現(xiàn)了雙方的共贏。
【參考資料】
［1］ 安科瑞電能質量監(jiān)測與治理選型手冊。2015.08版
［2］ 安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品手冊.2013.01.版
作者簡介：
師晴晴（1985－），女，漢族，本科，工程師，主要研究方向為智能建筑供配電監(jiān)控系統(tǒng)
QQ：2880956075 T：0510-86189390 M:18860995120 F:0510-86179930 E-MAIL:2880157874@qq.com
