DSTATCOM主要應用在經(jīng)濟效益受電能質(zhì)量影響較大的工礦企業(yè)，如鋼鐵、冶金、礦山、電氣化鐵路、風電廠以及其他具有或者靠近沖擊性負荷和大容量電動機的工業(yè)領域。DSTATCOM能夠有效改善配電網(wǎng)的電能質(zhì)量，可以為配電網(wǎng)中的廠礦用戶帶來可觀的經(jīng)濟效益。以瑞典Uddeholm Tooling鋼鐵公司的DSTATCOM項目為例，該鋼廠有1臺電弧爐和1臺精煉爐，額定功率共37.5 MVA，2座電爐均由132 kV線路通過132/10.5 kV變壓器供電。在其10.5 kV供電母線上安裝了1套±22 MVA的DSTATCOM設備后，鋼廠的各項指標發(fā)生了下列變化：①功率因數(shù)高于0.95，避免了電力部門的罰款。②冶煉時間從124 min/爐 降至106 min/爐，縮短了18 min/爐，即14.5%。③電極消耗量從2.39 kg/t降至2.12 kg/t，減少了0.2 kg/t，即8.4%。④耗電量從625 kWh/t降至600 kWh/t，減少了25 kWh/t，即4%。⑤電壓閃變減少3～5倍。⑥熔化期時，DSTATCOM投運前10 kV母線電壓在9.7～10.8 kV之間波動，波動幅度為1.1 kV，即10.5%，而投運后，電壓為10.4 kV，波動幅度在0.1 kV之內(nèi)，即0.95%。按目前生產(chǎn)資料價格、電價以及年產(chǎn)量計算，安裝DSTATCOM后，該鋼廠每年因節(jié)能 降耗和增產(chǎn)所創(chuàng)造經(jīng)濟效益的總和有逾千萬元人民幣。

 

    5　 STATCOM與SVC的技術經(jīng)濟比較

 

    STATCOM(包括DSTATCOM)和SVC都為動態(tài)無功補償裝置，但它們的特性功 能卻存在著相當?shù)牟町悺Ｒ话阏f來，STATCOM和SVC相比有下列優(yōu)越性：

 

    (1) STATCOM輸出電流不依賴于電壓，表現(xiàn)為恒流源特性，具有更寬的運行范圍。而SVC本質(zhì)是阻抗型補償，輸出電流和電壓成線性關系。因此系統(tǒng)電壓變低時，同容量STATCOM可以 比SVC提供更大的補償容量。

 

    (2) STATCOM比SVC具有更快的響應速度，因而更適合抑制電壓閃變。STATCOM響應時間在10 ms以內(nèi)，而SVC響應時間一般在20～40 ms。STATCOM從額定容性無功功率變?yōu)轭~定感性無 功功率(或相反)可在1 ms之內(nèi)完成，這種響應速度完全可以勝任對沖擊性負荷的補償。

 

    (3) STATCOM采用橋式交流電路的多重化技術、多電平技術或PWM技術來消除次數(shù)較低的諧波，并使較高次數(shù)如7、11等次諧波減小到可以接受的程度。而SVC本身要產(chǎn)生一定量的諧波，如TCR型的5、7次特征次諧波量比較大，占基波值的5%～8%;其他如SR，TCT等也產(chǎn)生3、5、7、11等次的高次諧波，這給SVC 系統(tǒng)的濾波器設計帶來許多困難。

 

    (4) 在故障條件下，STATCOM比SVC具有更好的控制穩(wěn)定性。SVC使用了大量電容器電抗器，當外部系統(tǒng)容量與補償裝置的容量可比時，SVC會產(chǎn)生不穩(wěn)定性。STATCOM對外部系統(tǒng)運行 條件和結(jié)構(gòu)變化不敏感。

 

    (5) 同容量STATCOM占地面積小于SVC。由于STATCOM使用直流電容器儲能，因而可以減小電容器體積，且不需要并聯(lián)電抗器即可以控制無功功率平滑變化，因此安裝尺寸大大減小。

 

    (6) STATCOM能夠在一定范圍內(nèi)提供有功功率，減少有功功率沖擊。SVC只能提供無功功率，不具備提供有功功率的功能。

 

    (7) STATCOM中電容、電感等元件采用了與SVC完全不同的技術和制作工藝，運行過程中電 磁噪聲顯著降低。

 

    (8) STATCOM具有優(yōu)良的可擴展性。STATCOM技術為許多FACTS設備如UPFC、APF、BESS等提供了堅實的基礎，因此擁有廣闊的應用前景。

 

    一般仿真研究表明，暫態(tài)穩(wěn)定問題中為使得電壓恢復效果相同，安裝STATCOM容量要比SVC節(jié)約20%左右。但SVC發(fā)展歷史相對于STATCOM來說要久遠，因此其技術實現(xiàn)比較成熟，同時它還具有結(jié)構(gòu)簡單、控制算法容易實現(xiàn)、成本較低的優(yōu)勢，在一些對無功補償性能要求不高的場合，SVC依然是一個合適的選擇;此外，SVC具有多種拓撲組合，可以根據(jù)用戶需求選擇相應的組合。應用STATCOM取代SVC中的TCR，與TSC形成的組合也是一種可選的經(jīng)濟方案，該組合綜合了STATCOM快速性、諧波含量低、正負無功平滑調(diào)節(jié)以及TSC的經(jīng)濟性、分級補償?shù)奶攸c。

 

    6 結(jié)束語

 

    動態(tài)無功補償裝置SVC、STATCOM及DSTATCOM等在輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)、大型工礦企業(yè)中應用廣泛，起到了電壓支撐、無功補償、抑制閃變等關鍵作用。隨著技術的發(fā)展以及電網(wǎng)安全和電力用戶的需要，動態(tài)無功補償裝置將會得到更為廣泛的應用，且應用的方式也將隨著使用場合的不同而靈活采用不同的無功補償方式，或者同時綜合應用多種無功補償技術。

 

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