破解電壓畸變, 電能質量治理正當時

文:北京合康新能科技股份有限公司2023年第五期

導語:2023 年伊始, 隨著疫情防控政策的優化調整, 全國上下掀起新一輪新能源開工熱潮, 預計 2023 年中國風電新增裝機將創新高, 風電將繼續穩步行駛在快車道上。本文主要介紹了合康新能為解決目前電力系統電源與負荷結構發生的變化,而開發的 HCS 系 列高壓動態無功發生裝置技術方案。

2023年伊始,隨著疫情防控政策的優化調整,全國上下掀起新一輪新能源開工熱潮,預計2023年中國風電新增裝機將創新高,風電將繼續穩步行駛在快車道上。在此背景下,電力系統電源與負荷結構也正在發生質的變化,高比例新能源并網、高比例電力電子裝置接入的“雙 高”特征,導致電力系統電源與負荷的非線性、波動性、以及不平衡性顯著增大,使得電網電壓波形發生畸變,引起諧波畸變、電壓波動以及三相不平衡等問題,給電網的電能質量及電網制保護的穩定性造成影響。


1電能質量問題產生的影響

在電力行業實際應用中,如果不能保障電能質量,不僅會對供電設備等產生嚴重的損害,還會對用戶的人身安全產生嚴重的影響,其中主要包括:

. 電壓的變化范圍過大

不僅會給機器設備的運轉造成一定影響,還會嚴重損害設備以及燒毀設備線路等,嚴重的會引發火災、威脅人身安全;.電壓短時間中斷

在電子計算機和各種精密儀器的應用中,電壓中斷極其容易產生信息失真,并嚴重損害相關機密資料,產生嚴重的經濟損失。


2動態無功發生裝置SVG的功能與價值

作為柔性交流輸電系統中重要產品,SVG目前已經成為當下動態無功補償技術最先進、響應速度最快、系統損耗最小、功能最齊全的無功補償產品。它的技術特點和應用價值主要體現在以下幾個方面:

(1)支撐電壓,提高傳輸能力

(2)改善用電質量,節能降耗

3電能質量治理設備應用

(1)發電側

在光伏電站、風電場等新能源發電側,因受天氣環境影響大、發電不穩定,導致電壓波動,而造成脫網、功率因數低等問題頻發。對于新能源電場相對集中的區域,大范圍內的動態無功儲備,對于提高系統安全性,降低調度要求有很大幫助。

除新能源自身特性外,政策的要求也讓SVG設備更加不可或缺。以風電領域為例,據《(GB/T19963-2011)風電場接入電力系統技術規定》,風電場需加裝動態無功補償裝置才允許并網。

(2)用戶側

目前電能質量治理設備已被廣泛應用于冶金、煤礦、化工、港口、地鐵等場所,可有效解決電能質量問題,避免罰款。


4合康電能質量治理方案

在產品層面,合康的HCS系列高壓動態無功發生裝置技術來源于清華大學國內最早一批研發柔性交流輸電(FACTS)技術團隊,集無功補償、諧波補償、不平衡補償三功能于一體。

在項目層面,合康能夠提供從系統電能質量測試、現場勘測設計、技術方案制訂、產品制造等全周期技術支持。合康電能質量治理方案的特點包括:

? 多功能:綜合電能質量治理裝置

提高功率因數、減小電壓波動與閃變、抑制諧波污染、改善三相不平衡等;

? 可靠性:不停機在線自動機械旁路

使用高壓大功率電力電子核心技術的產品已有超過數萬套工程現場運行業績,功率模塊每相可實現在線自動冗余N-5;

? 應用廣:適應戶外戶內不同場景

可滿足風電場、光伏電站、鋼鐵冶金、礦山、軌道交通、煤礦、石化、港口等高寒、高海拔、腐蝕性、沙塵爆等惡劣場景的應用需求。

截至目前,合康的HCS系列高壓動態無功發生裝置技術方案被應用在以下實際案例中:

?內蒙古某風電場項目

產品:戶外水冷直掛式SVG

有效改善風電場由于風資源間歇性、波動性,引起并網點無功功率發生波動,調節系統的無功輸出,可以穩定并網點的系統電壓并提高線路的輸電能力。

? 冶金廠電弧爐應用項目

產品:戶外水冷直掛式SVG

有效改善電弧爐工作時造成的電網電壓波動和閃變,縮短電弧爐冶煉時間,提升電網系統穩定性和電能利用效率,提升功率因數至0.95以上。

? 軋線領域應用項目

產品:戶內水冷直掛式SVG

有效補償軋鋼生產線上產生的無功和諧波電流,降低了電壓波動和閃變,將原本功率因數0.7提升至0.95以上。


5小結

以HCS系列高壓動態無功發生裝置為核心的合康電能質量治理解決方案,可以同時實現動態無功、諧波電流、三相不平衡及負序補償、電壓波動與閃變治理。去年,合康電能質量治理方案已進軍“五大六小”集團項目領域。未來合康將不斷通過技術創新、模式創新和協作創新,幫助客戶提升能效水平,為社會的綠色可持續發展作出貢獻。


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