配电系统动态无功补偿技术的研究

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1、配电系统动态无功补偿技术的研究：介绍了配电系统动态无功补偿技术的现状，重点介绍了一种动态无功补偿技术的新装置：DSTAT。详细阐述了它的工作基本原理、功能以及在配电系统中的实际应用。　　关键字：DSTAT；动态无功补偿；配电系统　　　　1引言　　本世纪以来，随着国民经济的高速发展，全国对电力能源的需求与日俱增，并且对电能质量提出了越来越高的要求。电力系统不仅要稳定、安全运行，并且要提高输电能力和用电效率，同时也要解决节能降损的问题。在现代企业和运输部门中，非线性电力负荷大量增加，这些负荷对电X构成了严重的无功和谐

2、波污染。电压跌落、电压波动和负荷不平衡造成电X损耗大增，这不仅严重破坏供电质量，而且影响用户用电效率。因此，在配电系统中，对无功功率进行补偿，尤其是动态补偿，是增加供电量、降低成本、降损升压的有效方法。因此，在配电系统中采用动态无功补偿技术具有十分重要的现实意义。　　2动态无功补偿技术　　2.1动态无功补偿技术的必要性　　近几十年来，世界科技发展速度加快，特别是信息产业的突飞猛进，传统的电能质量已无法满足用户需要。这些现实要求不断推动着高压，大功率电力半导体器件的发展以及功率变换技术的完善，由此推动了电子电力技术

3、的迅速发展和广泛应用。但是它们在带来巨大经济利益和社会效益的同时，也使电X的无功负荷的组成大大改变。变流电源、家用电器、冶金、化工企业大型冲击电源、电气化牵引设备等都会造成电压波形畸变、电压波动、闪变、三相不平衡等电能质量问题。当前我国电X建设和运行系统中存在的问题有：①无功补偿容量，特别是可调节的无功容量不足；②无功补偿容量配备不合理；③快速响应的无功调节装置较少。随着大功率非线性负荷的不断增加，电X的无功冲击和谐波污染越来越严重，而无功补偿技术的缺乏使得电X母线电压变化很大，导致电X(尤其是配电系统)的X络线

4、损大量增加、电压合格率大大降低。电X的动态稳定性与快速无功功率调节器的性能有关；电X的电压稳定性与无功功率的有效提供有关。无功补偿技术尤其是动态无功补偿技术可以有效地解决当前电力系统面临的上述问题。动态无功补偿技术是一种维持电压稳定性，促进电X安全稳定的有效措施。由于对输配电系统的重大作用，动态无功补偿技术不断发展成熟，如今在全世界都得到了广泛的研究与应用。　　2.2动态无功补偿技术的发展　　20世纪50年代以来，动态无功补偿技术经历了从传统的带旋转机械的方式到现代的电子电力器件的发展历程。动态无功补偿装置相应地

5、经历了从同步调相机、静止无功补偿装置（SVC）和基于电压源换流器的静止同步补偿器（STAT）三个发展阶段。　　2.3动态无功补偿技术的基本装置　　(1)早期的动态无功补偿装置的典型代表是同步调相机，同步调相机的结构基本与同步电动机相同，只是由于它不带机械负载，转轴细一些。同步调相机经常运行在过励状态，励磁电流较大，损耗也较大，发热严重，运行维护复杂，且响应速度也很慢。随着电力电子技术的发展和SVC、STAT等静止无功补偿装置的推广使用，调相机现已很少使用。　　(2)20世纪70年代，基于晶闸管投切的静止无功补偿器

6、SVC开始在电力系统中得到研究和使用。SVC是一种主要应用于配电系统中的无源，快速动态无功补偿装置。由于晶闸管对于控制信号反应极为迅速，而且通断次数不受限制。当电压变化时，SVC能快速、平滑地调节，以满足动态无功补偿的需要，同时还能做到分相补偿；对于三相不平衡负荷及冲击负荷有较强的适应性。由于SVC的优良的性能，其己占据了静止动态无功补偿装置的主导地位。　　(3)20世纪80年代，基于电压源换流器的静止同步补偿器（StaticSynchronouspenstator，STAT）的研究和发展得到了长足的进步。STA

7、T是柔性交流输电技术（FlexibleACTransmissionSystem，FACTS）的主要装置之一，它能快速连续地提供容性和感性无功功率，实现适当的电压和无功功率控制，保障电力系统稳定、高效、优质的进行。国内外越来越多的国家将STAT投入到实际的电力系统运行，它的重要性逐渐凸显。　　近年来，在配电X中，将中小容量的STAT安装在某些特殊负荷（如电弧炉）附近，可以显著地改善负荷和公共电X连接点处的电能质量，如提高功率因数，克服三相不平衡，消除电压闪变和电压波动，抑制谐波污染等。这种在配电X中用来提高电能质量

8、的STAT就是配电系统静止同步补偿器（DistributionStaticSynchronouspenstator，DSTAT）。DSTAT是一种进行动态无功功率补偿、维持电压稳定、提高电能质量的有效手段。　　3DSTAT　　3.1DSTAT工作原理　　DSTAT的基本原理就是将自换相桥式电路通过直接并联或者电抗器并联到电X上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位