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動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置有:同步調(diào)相機(jī),并聯(lián)電容器,動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置(SVC),靜止無功發(fā)生器(SVG)和有源電力濾波器(APF)。
1)靜止無功發(fā)生器(SVG)
靜止無功發(fā)生器(SVG)是比 SVC 更先進(jìn)的一種電力電子開關(guān)控制的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置。其結(jié)構(gòu)與 SVC 不同,不需要并聯(lián)電抗器、電容器等元件,僅需要較小容量的電容器作為儲(chǔ)能單元即可。SVG 并聯(lián)在系統(tǒng)中,通過整流單元對(duì)電容器充電,使其保持在一個(gè)固定的電壓水平。SVG 吸收電網(wǎng)無功時(shí),呈感性;發(fā)出無功時(shí),呈容性。
SVG 具有體積小,響應(yīng)速度達(dá)毫秒級(jí),實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤補(bǔ)償?shù)忍攸c(diǎn)。但是成本較高, 由于采用電力電子開關(guān)控制與電網(wǎng)的連接,也存在受電壓等級(jí)限制的問題,常用于低壓電網(wǎng)。SVG 雖然實(shí)時(shí)性好,但是儲(chǔ)能電容器容量有限,不適合大容量的無功補(bǔ)償,實(shí)際中常常配合并聯(lián)電容器或 SVC 等裝置共同使用。
2)有源電力濾波器(APF)
有源電力濾波器(APF)是一種由電力電子器件構(gòu)成的補(bǔ)償裝置,它能夠?qū)崟r(shí)的改善電網(wǎng)功率因數(shù)和治理電網(wǎng)中的諧波,實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償電網(wǎng)無功。有APF 主要有檢測單元、控制單元和主電路組成。主電路的功能有,通過三相全控橋工作在逆變狀態(tài),APF 向電網(wǎng)提供補(bǔ)償電流;通過電力二極管整流電路,電網(wǎng)向儲(chǔ)能電容器充電。APF 具有高度的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性,可同時(shí)補(bǔ)償變化的無功并抑制諧波,受電網(wǎng)參數(shù)影響小不會(huì)產(chǎn)生諧振。
3)同步調(diào)相機(jī)
調(diào)相機(jī)是電網(wǎng)中最早使用的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置,原理與同步發(fā)電機(jī)相同,但它只輸出無功電流。調(diào)相機(jī)工作時(shí),通過控制激磁電流的大小,可改變輸出的無功電流由容性電流變?yōu)楦行噪娏?。調(diào)相機(jī)具有容量大,運(yùn)行穩(wěn)定,受諧波影響小等特點(diǎn),但是它的體積較大,運(yùn)行成本高,效率低。因此目前電網(wǎng)中大部分調(diào)相機(jī)已被并聯(lián)電容器替代。
4)并聯(lián)電容器
并聯(lián)電容器是目前配電網(wǎng)中應(yīng)用最廣泛的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置,通過斷路器將電容器并聯(lián)接于電網(wǎng)。并聯(lián)電容器具有原理簡單,安裝維護(hù)方便、成本低等特點(diǎn)。 但是它只能提供固定容量的無功, 動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償容量越大, 裝置的體積也隨之增大。 為了避免投入電容器時(shí)的合閘涌流,在電容器末端串聯(lián)一定容量的電抗器以降低合閘過電壓和過電流的影響。
5)靜止無功補(bǔ)償裝置(SVC)
靜止無功補(bǔ)償裝置是一種實(shí)時(shí)快速的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置, 亦可根據(jù)系統(tǒng)電壓和無功需求的變化自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償, 靜止兩個(gè)字是與同步調(diào)相機(jī)的“旋轉(zhuǎn)”相對(duì)應(yīng)的。SVC 具有補(bǔ)償容量連續(xù)可調(diào),響應(yīng)速度達(dá)到毫秒級(jí),比機(jī)械設(shè)備的動(dòng)作速度快,在先進(jìn)的控制策略下自動(dòng)投切平滑調(diào)節(jié)補(bǔ)償容量,采用 TSC-TCR 結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)即可發(fā)出容性無功又可發(fā)出感性無功等特點(diǎn)。TSC 一般采用多臺(tái)電容器并聯(lián),TCR電抗器容量需與電網(wǎng)參數(shù)配合并且稍大于單臺(tái)電容器容量。