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電力系統(tǒng)無功補償?shù)陌l(fā)展
日期：2025-11-03 20:24
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摘要：
目前世界范圍內(nèi)掀起環(huán)境保護的熱潮，電力系統(tǒng)是一種的特定環(huán)境，公用電網(wǎng)中出現(xiàn)的無功功率，是電網(wǎng)本身的運行規(guī)律所決定，但它給電網(wǎng)運行帶來了許多麻煩。無功功率是一種既不能作有功，但又會在電網(wǎng)中引起損耗，而且又是不能缺少的一種功率。
在實際電力系統(tǒng)中，異步電動機作為傳統(tǒng)的主要負荷使電網(wǎng)產(chǎn)生感性無功電流；電力電子裝置大多數(shù)功率因數(shù)都很低，導(dǎo)致電網(wǎng)中出現(xiàn)大量的無功電流。無功電流產(chǎn)生無功功率，給電網(wǎng)帶來額外負擔(dān)且影響供電質(zhì)量。因此，無功功率補償（以下簡稱無功補償）就成為保持電網(wǎng)高質(zhì)量運行的一種主要手段之一，這也是當(dāng)今電氣自動化技術(shù)及電力系統(tǒng)研究領(lǐng)域所面臨發(fā)展的一個重大課題，且正在受到越來越多的關(guān)注。
設(shè)置無功補償電容器是補償無功功率的傳統(tǒng)方法，目前在國內(nèi)外均獲廣泛應(yīng)用。電容器與網(wǎng)絡(luò)感性負荷并聯(lián)，以并聯(lián)電容器補償無功功率具有結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟方便等優(yōu)點，但其阻抗是固定的，故不能跟蹤負荷無功需求的變化，即不能實現(xiàn)對無功功率的動態(tài)補償。
隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，要求對無功功率進行動態(tài)補償，從而產(chǎn)生了同步調(diào)相機（SYNCHRONOUSCONDENSER－－SC）。它是專門用來產(chǎn)生無功功率的同步電機，在過勵磁或欠勵磁的情況下，能夠分別發(fā)出不同大小的容性或感性無功功率。自20世紀(jì)2、30年代以來的幾十年中，同步調(diào)相機在電力系統(tǒng)中作為有源的無功補償曾一度發(fā)揮著主要作用，所以被稱為傳統(tǒng)的無功動態(tài)補償裝置。然而，由于它是旋轉(zhuǎn)電機，運行中的損耗和噪聲都比較大，運行維護復(fù)雜，而且響應(yīng)速度慢，難以滿足快速動態(tài)補償?shù)囊蟆?/span>
20世紀(jì)70年代以來，同步調(diào)相機開始逐漸被靜止型無功補償裝置（STATICVARCOMPENSATOR－－SVC）所取代，目前有些國家已不再使用同步調(diào)相機。早期的靜止無功補償裝置是飽和電抗器（SATURATEDREACTOR－－SR）型的，1967年英國GEC公司制成了世界上批該型無功補償裝置。飽和電抗器比之同步調(diào)相機具有靜止、響應(yīng)速度快等優(yōu)點；但其鐵芯需磁化到飽和狀態(tài)，因而損耗和噪聲還是很大，而且存在非線性電路的一些特殊問題，又不能分相調(diào)節(jié)以補償負荷的不平衡，所以未能占據(jù)主流。
電力電子技術(shù)的發(fā)展及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，將晶閘管的靜止無功補償裝置推上了無功補償的舞臺。1977年美國GE公司次在實際電力系統(tǒng)中演示運行了晶閘管的靜止無功補償裝置。1978年此類裝置投入實際運行。隨后，世界各大電氣公司都竟相推出了各具特色的系列產(chǎn)品。近10多年來，占據(jù)了靜止無功補償裝置的主導(dǎo)地位。于是靜止無功補償裝置（SVC）成了專指使用晶閘管的靜止無功補償裝置，包括晶閘管控制電抗器（THYRISTORONTROLLEDREACTOR－－TCR）和晶閘管投切電容器（THYISTORSWITCHEDCAPACTOR－－TSC），以及這兩者的混合裝置（TCR＋TSC），或者TCR與固定電容器（FIXEDCAPACITOR－－FC）或機械投切電容器（MECHANICALLYSWITCHEDCAPACITOR－－MSC）混合使用的裝置（即TCR＋FC、TCR＋MSC）等。
隨著電力電子技術(shù)的進一步發(fā)展，20世紀(jì)80年代以來，一種更為先進的靜止型無功補償裝置出現(xiàn)了，這就是采用自換相變流電路的無功補償，有人稱為靜止無功發(fā)生器（STATICVARGENERATOR－－SVG），也有人稱其為**靜止無功補償器（ADVANCEDSTATICVARCOMPENSATOR－－ASVC）或靜止調(diào)相器（STATICCONDENSER－－STATCON）。*近，日本和美國已分別有數(shù)臺SVG裝置投入實際運行。
目前，除對SVC和SVG的無功補償進一步的探討外，人們還研究用于動態(tài)無功補償的其他各種形式的靜止變流器，包括賭流型自換相橋式電路，交－交變頻電路以及交流斬波電路等，直至*近，美國電力研究院還提出統(tǒng)一潮流控制器（UNIFIEDPOWERFLOWCONTROLLER－－UPFC）。事實上，SVC、SVG和UPEC都是柔**流輸電系統(tǒng)（FLEXIBLEACTRANSMISSIONSYSTEM－－FACTS）中的器件。所謂柔**流輸電系統(tǒng)，是20世紀(jì)80年代以來由美國電力研究院提出的一個嶄新概念，其本質(zhì)就是將高壓大功率的電力電子技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，以增強對電力系統(tǒng)的控制能力，提高原有電力系統(tǒng)的輸電能力。
