2022年SVG投標(biāo)文件

1、 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc279841841 1、技術(shù)方案 PAGEREF _Toc279841841 h 2 HYPERLINK l _Toc279841842 第1章 企業(yè)簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc279841842 h 2 HYPERLINK l _Toc279841843 第2章 榮信公司的優(yōu)勢(shì)及其生產(chǎn)的SVG技術(shù)特點(diǎn) PAGEREF _Toc279841843 h 7 HYPERLINK l _Toc279841844 第3章 SVG總體說(shuō)明 PAGEREF _Toc279841844 h 9 HYPERLINK l _Toc2798418

2、45 第4章 SVG系統(tǒng)設(shè)計(jì)原始資料 PAGEREF _Toc279841845 h 18 HYPERLINK l _Toc279841846 第5章 方案設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc279841846 h 20 HYPERLINK l _Toc279841847 第6章 SVG控制策略介紹 PAGEREF _Toc279841847 h 27 HYPERLINK l _Toc279841848 第7章 關(guān)鍵設(shè)備及其技術(shù)特點(diǎn) PAGEREF _Toc279841848 h 38 HYPERLINK l _Toc279841849 2、企業(yè)質(zhì)量保證體系 PAGEREF _Toc27984184

3、9 h 46 HYPERLINK l _Toc279841850 2.1、質(zhì)量管理體系 PAGEREF _Toc279841850 h 46 HYPERLINK l _Toc279841851 2.2、ISO9001質(zhì)量體系認(rèn)證證書(shū) PAGEREF _Toc279841851 h 48 HYPERLINK l _Toc279841852 3、近三年相類似的工程業(yè)績(jī) PAGEREF _Toc279841852 h 54 HYPERLINK l _Toc279841853 3.1、業(yè)績(jī)表 PAGEREF _Toc279841853 h 54 HYPERLINK l _Toc279841854 3.

4、2、部分合同復(fù)印件 PAGEREF _Toc279841854 h 68 HYPERLINK l _Toc279841855 3.3、用戶證明文件 PAGEREF _Toc279841855 h 91 HYPERLINK l _Toc279841856 4、質(zhì)保期及售后服務(wù) PAGEREF _Toc279841856 h 100 HYPERLINK l _Toc279841857 4.1、質(zhì)保期 PAGEREF _Toc279841857 h 100 HYPERLINK l _Toc279841858 4.2、售后服務(wù) PAGEREF _Toc279841858 h 101 HYPERLINK

5、 l _Toc279841859 5、供貨范圍 PAGEREF _Toc279841859 h 112 HYPERLINK l _Toc279841860 5.1、設(shè)備清單 PAGEREF _Toc279841860 h 112 HYPERLINK l _Toc279841861 5.2、備品備件及專用工具 PAGEREF _Toc279841861 h 112 HYPERLINK l _Toc279841862 5.3、保運(yùn)三年所需的備品備件清單（價(jià)格不包含在總價(jià)中） PAGEREF _Toc279841862 h 113 HYPERLINK l _Toc279841863 5.4、圖紙 P

6、AGEREF _Toc279841863 h 113 HYPERLINK l _Toc279841864 6、合同簽訂后滿足施工圖設(shè)計(jì)圖紙資料及供貨最短時(shí)間 PAGEREF _Toc279841864 h 114 HYPERLINK l _Toc279841865 6.1、技術(shù)資料的交付 PAGEREF _Toc279841865 h 114 HYPERLINK l _Toc279841866 6.2、最短供貨時(shí)間 PAGEREF _Toc279841866 h 114 HYPERLINK l _Toc279841867 7、型式試驗(yàn)報(bào)告 PAGEREF _Toc279841867 h 115

7、 HYPERLINK l _Toc279841868 7.1、型式試驗(yàn)報(bào)告 PAGEREF _Toc279841868 h 115 HYPERLINK l _Toc279841869 7.2、電磁兼容型式試驗(yàn)報(bào)告 PAGEREF _Toc279841869 h 1251、技術(shù)方案第1章 企業(yè)簡(jiǎn)介1.1、工廠簡(jiǎn)介榮信（ HYPERLINK / ）是國(guó)家發(fā)展計(jì)劃委員會(huì)設(shè)專項(xiàng)資金建設(shè)的專業(yè)從事節(jié)能、安全大功率電力電子成套裝置研究開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、裝備制造和客戶服務(wù)的國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。榮信電力電子股份有限公司（簡(jiǎn)稱：榮信股份，代碼：002123）作為中國(guó)電力電子技術(shù)領(lǐng)域第一支股票從2007年3月28日

8、開(kāi)始在深圳證券交易所掛牌交易，為深交所中小板100指數(shù)成份股、泰達(dá)環(huán)保指數(shù)成份股。公司總部坐落于遼寧省鞍山國(guó)家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)，占地面積120000m2，建筑面積90000m2，廠房面積70000m2，辦公面積20000m2。擁有工程技術(shù)人員500余人，其中有外國(guó)常駐專家5人，教授級(jí)高級(jí)工程師5人，副教授級(jí)高級(jí)工程師9人，博士及博士后25人，碩士研究生40人，工程師416人。自1998年起獲得了國(guó)家發(fā)改委支持的SVC國(guó)家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程等4項(xiàng)國(guó)家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)專項(xiàng)，5項(xiàng)國(guó)家科技部國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品，5項(xiàng)國(guó)家科技部國(guó)家科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目，1項(xiàng)鐵道部節(jié)能示范項(xiàng)目。2007年獲得了“十一五”國(guó)家科

9、技支撐計(jì)劃電力電子關(guān)鍵器件及重大裝備研制重點(diǎn)項(xiàng)目中高壓、世界最大容量200MVA級(jí)鏈?zhǔn)郊岸嚯娖阶兞髌髋c靜止補(bǔ)償器研制。榮信是2007年國(guó)家科技部認(rèn)定的“國(guó)家火炬計(jì)劃重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)”和2005年度國(guó)家發(fā)改委、信息產(chǎn)業(yè)部、商務(wù)部、國(guó)家稅務(wù)總局聯(lián)合認(rèn)定的“國(guó)家規(guī)劃布局內(nèi)重點(diǎn)軟件企業(yè)”。已經(jīng)建立了良性循環(huán)的創(chuàng)新戰(zhàn)略管理機(jī)制，具有原始創(chuàng)新能力。發(fā)起、起草和制定了第一部SVC產(chǎn)品國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，已獲得40余項(xiàng)國(guó)家專利和10項(xiàng)軟件著作版權(quán)。目前已成為安全、節(jié)能大功率電力電子專業(yè)的領(lǐng)先者，整體實(shí)力居國(guó)內(nèi)同行業(yè)之首。在以下領(lǐng)域擁有全部自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，包括高壓靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）、高壓靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置（SVC

10、）、高壓大功率電機(jī)變頻調(diào)速裝置（HVC）、高壓有級(jí)變頻起動(dòng)系列（VFS）、智能型瓦斯排放器（MABZ）、大型煤礦瓦斯安全監(jiān)控與排放自動(dòng)化成套系統(tǒng)（RGM）等多個(gè)系列高科技產(chǎn)品。精心建造的，世界一流、具有國(guó)際先進(jìn)水平的電力電子裝備制造基地和技術(shù)試驗(yàn)研究中心，包括中國(guó)唯一SVG高壓全載試驗(yàn)檢測(cè)中心（66kV/16000kVA）、HVC高壓全載試驗(yàn)檢測(cè)中心（10kV/24000kW）、等效全工況試驗(yàn)裝置、沖擊電壓發(fā)生器、步入式交變溫濕度試驗(yàn)室、電力系統(tǒng)動(dòng)模試驗(yàn)裝置、RTDS數(shù)字實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)、EMC測(cè)試設(shè)備等，可承擔(dān)電力電子領(lǐng)域最復(fù)雜及最前沿的試驗(yàn)研究。目前已承接業(yè)務(wù)為生產(chǎn)能力的50，尚可承接50的生

11、產(chǎn)任務(wù)，能夠承接本項(xiàng)目SVG。已具備年產(chǎn)200套高壓靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）；300套高壓動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置（SVC）；2000臺(tái)智能瓦斯排放裝置（MABZ）；300套高壓變頻裝置（HVC）；200套高壓有級(jí)變頻起動(dòng)系列（VFS）的生產(chǎn)能力。SVG各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，性能價(jià)格比明顯優(yōu)于同類產(chǎn)品，在中國(guó)已全面替代進(jìn)口并出口意大利、緬甸、泰國(guó)、越南等國(guó)家和地區(qū)。產(chǎn)品陸續(xù)成功地應(yīng)用于多家供電系統(tǒng)區(qū)域變電站、大中型冶金企業(yè)、煤炭系統(tǒng)變電所、電鐵牽引變電站，為用戶解決了困擾企業(yè)生產(chǎn)多年的難題。依托公司雄厚的技術(shù)力量，榮信公司從2005年底就著手研發(fā)高壓大容量的SVG。2006年，由榮信公司自行研

12、制的以美國(guó)TI公司的TMS320F2812型DSP為核心控制器的SVG試驗(yàn)平臺(tái)順利完成。2007年，榮信公司研制的國(guó)內(nèi)首臺(tái)應(yīng)用于牽引變流站的SVG投入運(yùn)行。在此基礎(chǔ)上，依托公司的技術(shù)儲(chǔ)備和聯(lián)合攻關(guān)，榮信目前已有多套高壓靜止無(wú)功發(fā)生器SVG裝置已投運(yùn)或正在現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試。特別是2007年，榮信作為主承擔(dān)單位獲得了“十一五” 國(guó)家科技支撐計(jì)劃電力電子關(guān)鍵器件及重大裝備研制重點(diǎn)項(xiàng)目中高壓、世界最大容量200MVA級(jí)鏈?zhǔn)郊岸嚯娖阶兞髌髋c靜止補(bǔ)償器研制。榮信愿與國(guó)內(nèi)外著名研究機(jī)構(gòu)和電氣公司進(jìn)行緊密的學(xué)術(shù)聯(lián)系和技術(shù)合作，并與廣大客戶一道以先進(jìn)的技術(shù)、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品、永恒的服務(wù)，為國(guó)家建設(shè)節(jié)約型社會(huì)；為冶金、電力

13、、煤炭、電氣化鐵路、有色冶金、石油化工等行業(yè)的節(jié)能降耗、安全生產(chǎn)和潔凈電網(wǎng)做出貢獻(xiàn)；為中國(guó)經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。1.2、SVG產(chǎn)品發(fā)展概況作為靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)男乱淮a(chǎn)品，SVG在響應(yīng)速度、穩(wěn)定電網(wǎng)電壓、降低系統(tǒng)損耗、增加傳輸能力、提高瞬變電壓極限、降低諧波和減小占地面積等多方面具有更加優(yōu)越的性能。依托公司雄厚的技術(shù)力量，榮信公司從2005年底就著手研發(fā)高壓大容量的SVG。2006年，由榮信公司自行研制的以美國(guó)TI公司DSP為核心控制器的SVG試驗(yàn)平臺(tái)順利完成。2007年，榮信公司研制的國(guó)內(nèi)首臺(tái)應(yīng)用于牽引變流站的SVG投入運(yùn)行。目前，榮信生產(chǎn)的百余套SVG已經(jīng)在電網(wǎng)、軌道交通、冶金、

14、煤礦、風(fēng)電、石化等行業(yè)廣泛應(yīng)用，其技術(shù)先進(jìn)性和運(yùn)行可靠性均得到了用戶的高度認(rèn)可。榮信公司目前已擁有SVG產(chǎn)品相關(guān)的21 項(xiàng)核心專利與9 項(xiàng)軟件著作權(quán)。2007年11月，受國(guó)家科技部的委托，榮信公司又承擔(dān)了“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃電力電子關(guān)鍵器件及重大裝備研制的重點(diǎn)項(xiàng)目中高壓、百兆伏安級(jí)鏈?zhǔn)郊岸嚯娖届o止變流器及靜止補(bǔ)償器（SVG）研制。該項(xiàng)目的裝置直掛電壓等級(jí)為35kV，容量為200MVA，兩者均為世界第一。該項(xiàng)目預(yù)計(jì)于2010年末在中國(guó)南方電網(wǎng)公司投運(yùn)。該項(xiàng)目完成后，將大大提高我國(guó)電網(wǎng)的穩(wěn)定水平，為我國(guó)電網(wǎng)的無(wú)功、諧波、電網(wǎng)穩(wěn)定等問(wèn)題提供有效的整體解決方案。2009年3月，受國(guó)家科技部的委托

15、，榮信公司又承擔(dān)了國(guó)家科技支撐計(jì)劃中國(guó)高速列車關(guān)鍵技術(shù)研究及裝備研制的重點(diǎn)項(xiàng)目高速鐵路供電系統(tǒng)綜合補(bǔ)償及諧波抑制（SVG）技術(shù)。該項(xiàng)目的裝置直掛電壓等級(jí)為27.5kV或55kV，容量為20MVA，在該領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先水平。該項(xiàng)目完成后，將大大提高我國(guó)高速鐵路和重載鐵路牽引供電系統(tǒng)的穩(wěn)定水平，為我國(guó)電氣化鐵路的無(wú)功、諧波、電網(wǎng)穩(wěn)定等問(wèn)題提供最有效的整體解決方案。榮信公司集各方之所長(zhǎng)，技術(shù)力量雄厚，具有全方位研究、設(shè)計(jì)、制造及檢測(cè)能力，并與國(guó)內(nèi)外著名研究機(jī)構(gòu)及電氣公司有著緊密地學(xué)術(shù)聯(lián)系和技術(shù)合作，本公司的眾多優(yōu)秀技術(shù)人員愿與廣大用戶的專家們一道努力，以先進(jìn)的技術(shù)和優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，致力于中國(guó)的電網(wǎng)穩(wěn)定和

16、純凈工程，為各工礦企業(yè)及電力部門的節(jié)能降耗和安全生產(chǎn)做出貢獻(xiàn)。第2章 榮信公司的優(yōu)勢(shì)及其生產(chǎn)的SVG技術(shù)特點(diǎn)榮信公司在國(guó)內(nèi)SVG領(lǐng)域，應(yīng)用業(yè)績(jī)最多，技術(shù)最成熟可靠，是替代進(jìn)口的主力軍，是國(guó)家級(jí)SVG生產(chǎn)制造基地。2.1、公司優(yōu)勢(shì)已成功實(shí)施了百余套SVG項(xiàng)目，可最大限度地確保系統(tǒng)的安全、可靠性；開(kāi)創(chuàng)了利用SVG進(jìn)行區(qū)域電網(wǎng)負(fù)序電流、諧波電流治理的先河，為我國(guó)同類工程的建設(shè)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)；建有具有國(guó)際先進(jìn)水平的、國(guó)內(nèi)唯一的SVG裝置高壓全載試驗(yàn)中心，確保SVG設(shè)備的可靠性，并縮短了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)間；是國(guó)家發(fā)展計(jì)劃委員會(huì)為加快中國(guó)在SVG領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)化和國(guó)際化進(jìn)程，替代進(jìn)口，立專項(xiàng)資金建設(shè)的國(guó)家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)

17、化示范工程；榮信公司承擔(dān)了多項(xiàng)國(guó)家SVG的重大項(xiàng)目。2007年，榮信公司作為主承擔(dān)單位承擔(dān)了國(guó)家科技部的科研項(xiàng)目200Mvar變流器的研制及其產(chǎn)業(yè)化推廣；SVG已做到了標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，有完善的備品備件庫(kù)，可及時(shí)方便、快捷、優(yōu)質(zhì)地為用戶提供專業(yè)的售后服務(wù)，并可使用戶做到備件零庫(kù)存，降低用戶運(yùn)行成本；是國(guó)家引進(jìn)外國(guó)智力重點(diǎn)企業(yè)，聘有多名外國(guó)權(quán)威技術(shù)專家駐華工作；是國(guó)內(nèi)制造周期、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)間最短的動(dòng)補(bǔ)裝置生產(chǎn)企業(yè)；是規(guī)范化的股份制企業(yè)，管理完善，資產(chǎn)優(yōu)良，有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，可確保項(xiàng)目的順利實(shí)施。2.2、技術(shù)特點(diǎn)本項(xiàng)目設(shè)計(jì)選用成熟、可靠、先進(jìn)、實(shí)用的，基于DSP全數(shù)字控制系統(tǒng)的SVG新型電能質(zhì)量補(bǔ)償裝置。

18、主要元器件選用國(guó)外著名公司的進(jìn)口產(chǎn)品，IGBT、IGCT或IEGT采用原裝進(jìn)口優(yōu)質(zhì)組件，因其導(dǎo)通一致性好、壓降小、熱阻小，最適合高壓SVG裝置的長(zhǎng)期可靠運(yùn)行；我公司具有全國(guó)唯一的SVG全載試驗(yàn)中心，設(shè)備出廠前進(jìn)行高壓全載試驗(yàn)，保證設(shè)備運(yùn)行的可靠性，大大縮短了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)間；在國(guó)內(nèi)同行業(yè)率先采用全球遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，可為用戶隨時(shí)提供在線診斷、提示服務(wù)，提高了設(shè)備的長(zhǎng)期可靠運(yùn)行率；產(chǎn)品生產(chǎn)貫徹ISO9001質(zhì)保體系，所有元器件均經(jīng)過(guò)嚴(yán)格篩選，所有電路板通過(guò)100%在線檢測(cè)；所有電路板在通過(guò)工作電流的條件下做48小時(shí)高低溫循環(huán)老化試驗(yàn)（1055），電路板焊接采用無(wú)鉛熱風(fēng)回流焊機(jī)和無(wú)鉛雙波峰焊機(jī)；榮信公司采

19、用國(guó)際先進(jìn)的系統(tǒng)仿真軟件，對(duì)諧波潮流、諧波阻抗、系統(tǒng)設(shè)置、操作過(guò)電壓等進(jìn)行仿真計(jì)算，保證系統(tǒng)不同運(yùn)行工況條件下，所設(shè)計(jì)的濾波器不與系統(tǒng)產(chǎn)生并聯(lián)諧振和諧波放大；控制系統(tǒng)采用基于DSP的全數(shù)字控制系統(tǒng)；監(jiān)控系統(tǒng)采用一體化工作站，人機(jī)界面友好，方便用戶使用和維護(hù)。第3章 SVG總體說(shuō)明3.1 控制原理說(shuō)明及框圖3.1.1 供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一般電力系統(tǒng)用戶負(fù)荷吸收有功功率和無(wú)功功率圖3.1 簡(jiǎn)單的負(fù)荷連接電源提供有功功率PS和無(wú)功功率QS（可能為感性無(wú)功，也可能是容性無(wú)功），忽略變壓器和線路損耗，則有，。沒(méi)有足夠無(wú)功補(bǔ)償?shù)碾娋W(wǎng)存在以下幾個(gè)問(wèn)題：1）電網(wǎng)從遠(yuǎn)端傳送無(wú)功；2）負(fù)荷的無(wú)功沖擊影響本地電網(wǎng)和上級(jí)電

20、網(wǎng)的供電質(zhì)量；3）負(fù)荷的不平衡與諧波也會(huì)影響電網(wǎng)的電能質(zhì)量；因此，電力系統(tǒng)一般都要求對(duì)用電負(fù)荷進(jìn)行必要的無(wú)功、不平衡與諧波補(bǔ)償，以提高電力系統(tǒng)的帶載能力，凈化電網(wǎng)，改善電網(wǎng)電能質(zhì)量。3.1.2 SVG用于補(bǔ)償無(wú)功圖3.2 帶有SVG無(wú)功補(bǔ)償裝置的系統(tǒng)假設(shè)負(fù)荷消耗感性無(wú)功（一般工業(yè)用戶都是如此）QL，此時(shí)控制SVG使其產(chǎn)生容性無(wú)功功率，并取QSVG=QL，這樣在負(fù)荷波動(dòng)過(guò)程中，就可以保證：QS=QSVG-QL=0。如果對(duì)電網(wǎng)等比較復(fù)雜的補(bǔ)償對(duì)象而言，當(dāng)需要向電網(wǎng)提供感性無(wú)功時(shí)，可以通過(guò)對(duì)SVG的控制，使其產(chǎn)生感性無(wú)功功率，并取QSVG=QC，這樣在負(fù)荷波動(dòng)過(guò)程中，仍然可以保證：QS=QSVG-Q

21、C=0。此外，SVG在補(bǔ)償系統(tǒng)無(wú)功功率達(dá)同時(shí)，幾乎不產(chǎn)生諧波。更重要的是，SVG還可以對(duì)系統(tǒng)的諧波、不平衡等電能質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行多功能綜合補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)有源濾波（APF）的功能。3.1.3 SVG用于有源濾波圖3.3 基本原理圖有源濾波器的基本思想如圖3.3。諧波源一般為非線性負(fù)荷，如整流器、帶有整流環(huán)節(jié)的變頻器及大量帶有開(kāi)關(guān)器件的設(shè)備等，產(chǎn)生諧波電流；供電系統(tǒng)一般為被保護(hù)對(duì)象，也即要達(dá)到最終流入或流出系統(tǒng)的電流是諧波含量極少的正弦波，有時(shí)還有功率因數(shù)要求；有源濾波裝置表現(xiàn)為流控電流源，它的作用是產(chǎn)生和諧波源諧波電流有相同幅值而相位相反的補(bǔ)償電流，來(lái)達(dá)到消除諧波的目的。與無(wú)源濾波裝置相比，有源濾波器是

22、一種主動(dòng)型的補(bǔ)償裝置，具有較好的動(dòng)態(tài)性能。3.1.4 SVG的基本原理 所謂SVG（Static Var Generator），就是專指由自換相的電力半導(dǎo)體橋式變流器來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)难b置。圖3.4 SVG與系統(tǒng)的連接示意圖設(shè)電網(wǎng)電壓和SVG輸出的交流電壓分別用相量和表示，則連接電抗X上的電壓即為和的相量差，而連接電抗的電流是可以由其電壓來(lái)控制的。這個(gè)電流就是SVG從電網(wǎng)吸收的電流。如果未計(jì)及連接電抗器和變流器的損耗，SVG的工作原理可以用圖3.5a)所示的單相等效電路圖來(lái)說(shuō)明。在這種情況下，只需使與同相，僅改變幅值大小即可以控制SVG從電網(wǎng)吸收的電流是超前還是滯后90，并且能控制該電流的大

23、小。a）單相等效電路 b）相量圖圖3.5 SVG等效電路及工作原理（未計(jì)及損耗）SVG詳細(xì)的工作模式及其補(bǔ)償特性如表1所示。表3.1 SVG的運(yùn)行模式及其補(bǔ)償特性說(shuō)明采用直接電流控制的有源濾波型中壓SVG的工作原理如圖3.6所示。從圖中可以得出式(1)，即電源電流是負(fù)載電流和補(bǔ)償電流之相量和。假設(shè)負(fù)載電流中含有基波正序電流（包括基波正序無(wú)功電流和基波正序有功電流）、基波負(fù)序電流和諧波電流，如式(2)所示。圖3.6 采用直接電流控制的靜止無(wú)功發(fā)生器的工作原理(1)(2)為使電源電流中不含有基波正序無(wú)功和基波負(fù)序電流，則需要控制SVG輸出電流滿足式(3)。這樣電源電流中就只含有基波正序有功和諧波電

24、流，如式(4)所示。(3) (4)所以，要想達(dá)到補(bǔ)償目的，關(guān)鍵是控制SVG輸出電流滿足式(3)。從SVG工作原理的描述可以看出，如果要使SVG在補(bǔ)償無(wú)功的基礎(chǔ)上還對(duì)負(fù)載諧波進(jìn)行抑制，只需要使SVG輸出相應(yīng)的諧波電流即可。因此，從這個(gè)意義上說(shuō)，SVG能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償無(wú)功電流和諧波電流的雙重目標(biāo)。3.1.5 SVG的優(yōu)勢(shì)通過(guò)上一節(jié)對(duì)SVG原理的描述可以知道，SVG可以根據(jù)負(fù)載特點(diǎn)和工況，自動(dòng)調(diào)節(jié)其輸出的無(wú)功功率的大小和性質(zhì)（容性或者感性）。因此，從本質(zhì)上講，SVG可以等效為大小可以連續(xù)調(diào)節(jié)的電容或電抗器。SVG是目前最為先進(jìn)的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，其基于電壓源型變流器的補(bǔ)償裝置實(shí)現(xiàn)了無(wú)功補(bǔ)償方式質(zhì)的飛躍。

25、它不再采用大容量的電容、電感器件，而是通過(guò)大功率電力電子器件的高頻開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)無(wú)功能量的變換。從技術(shù)上講，SVG較傳統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償裝置有如下優(yōu)勢(shì)： 響應(yīng)時(shí)間更快SVG響應(yīng)時(shí)間：5ms。傳統(tǒng)靜補(bǔ)裝置響應(yīng)時(shí)間： 10ms。SVG可在極短的時(shí)間之內(nèi)完成從額定容性無(wú)功功率到額定感性無(wú)功功率的相互轉(zhuǎn)換，這種無(wú)可比擬的響應(yīng)速度完全可以勝任對(duì)沖擊性負(fù)荷的補(bǔ)償。抑制電壓閃變能力更強(qiáng)傳統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償裝置對(duì)電壓閃變的抑制最大可達(dá)2:1，SVG對(duì)電壓閃變的抑制可以達(dá)到5:1，甚至更高。傳統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償裝置受到響應(yīng)速度的限制，其抑制電壓閃變的能力不會(huì)隨補(bǔ)償容量的增加而增加。而SVG由于響應(yīng)速度極快，增大裝置容量可以繼續(xù)提高抑制電壓

26、閃變的能力。 運(yùn)行范圍更寬SVG能夠在額定感性到額定容性的范圍內(nèi)工作，所以比傳統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償裝置的運(yùn)行范圍寬很多。更重要的是，在系統(tǒng)電壓變低時(shí)，SVG還能夠輸出與額定工況相近的無(wú)功電流。而傳統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償裝置輸出的無(wú)功電流與電網(wǎng)電壓成正比，電網(wǎng)電壓越低，其輸出的無(wú)功電流也越低，所以對(duì)電網(wǎng)的補(bǔ)償能力也相應(yīng)變?nèi)酢＿@是傳統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償裝置技術(shù)本質(zhì)的缺點(diǎn)。補(bǔ)償功能多樣化使同一套SVG裝置，可以實(shí)現(xiàn)不同的多種補(bǔ)償功能：?jiǎn)为?dú)補(bǔ)償負(fù)載無(wú)功單獨(dú)補(bǔ)償負(fù)載諧波單獨(dú)補(bǔ)償負(fù)載不平衡同時(shí)補(bǔ)償負(fù)載無(wú)功、諧波和不平衡所以，SVG具有強(qiáng)大的補(bǔ)償功能。諧波含量極低榮信SVG采用了PWM技術(shù)、多電平技術(shù)和多重化技術(shù)，不僅自身產(chǎn)生的諧波含量極

27、低，還能夠?qū)ω?fù)載的諧波和無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)有源濾波的功能，真正做到多功能化。占地面積較小由于無(wú)需大容量的電容器和電抗器做儲(chǔ)能元件，SVG的占地面積通常很小。3.2 SVG系統(tǒng)的組成及控制原理3.2.1 SVG系統(tǒng)組成（示例）圖3.7 SVG組成示意圖圖3.8 SVG功率單元組成示意圖3.2.2 SVG控制系統(tǒng)的基本組成對(duì)SVG而言，常見(jiàn)的是恒無(wú)功功率控制方法。對(duì)采用直接電流控制的恒無(wú)功功率控制方法框圖如圖3.9所示。圖3.9 SVG控制系統(tǒng)的示意圖3.2.3 恒無(wú)功控制SVG連接到系統(tǒng)中，通過(guò)控制SVG輸出電流的幅值與相位來(lái)決定從SVG輸出的無(wú)功的性質(zhì)與大小QSVG，SVG輸出的無(wú)功與系統(tǒng)負(fù)荷

28、無(wú)功相抵消，只要Qs（系統(tǒng)）=QL（負(fù)載）-QSVG=恒定值（或0），功率因數(shù)就能保持恒定，電壓幾乎不波動(dòng)。最重要的是精確計(jì)算出負(fù)載中的瞬時(shí)無(wú)功電流。采集的進(jìn)線電流及母線電壓經(jīng)運(yùn)算后得出要補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功功率，計(jì)算機(jī)發(fā)出觸發(fā)脈沖，光纖傳輸至脈沖放大單元，經(jīng)放大后觸發(fā)IGBT，獲得所補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功電流。第4章 SVG系統(tǒng)設(shè)計(jì)原始資料4.1 系統(tǒng)概況謝橋煤礦在工業(yè)場(chǎng)地設(shè)1座110kV變電所，裝備3臺(tái)31500kVA、110/35/6.3kV三卷主變，全礦最大負(fù)荷約為33000kW。當(dāng)前本變電所自然功率因數(shù)0.7。目前謝橋煤礦變電所三段6kV母線每段各有一套SVC，設(shè)備容量均為12.4Mvar； = 1 *

29、ROMAN I、 = 3 * ROMAN III段的SVC為08年安裝的產(chǎn)品， = 2 * ROMAN II段的SVC為05年前投運(yùn)的老產(chǎn)品，本次改造是將 = 2 * ROMAN II段母線的SVC設(shè)備更換為SVG。正常時(shí)工業(yè)場(chǎng)地變電所3臺(tái)主變?yōu)榉至羞\(yùn)行，但存在長(zhǎng)期兩兩并列運(yùn)行的可能，動(dòng)補(bǔ)設(shè)備應(yīng)能適應(yīng)這兩種運(yùn)行方式。110kV母線的最小短路容量為308MVA，最大短路容量為707MVA。6kV母線的最小短路容量為118MVA，最大短路容量為150MVA。4.2 自然情況1謝橋煤礦位于安徽省穎上縣東北部，距穎上縣城約20km距淮南市約70km。隸屬淮南礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司2環(huán)境條件：年平均空

30、氣壓力101.3kPa，年最低空氣壓力97.0 kPa；海拔：0 km；最高日平均氣溫35，年平均14.1，最高溫度41.2，最低溫度-22.8；最濕月月平均最大相對(duì)濕度95%；地震烈度：6度；有少量粉煤塵。4.3 負(fù)荷參數(shù)6kV母線的主要負(fù)荷如下：主井絞車：裝備2套提升機(jī)，各配1臺(tái)3200kW的同步電動(dòng)機(jī)，電控系統(tǒng)為晶閘管交交變頻供電裝置。矸石井：裝備1套提升機(jī)，配1臺(tái)1700kW的直流電動(dòng)機(jī)，電控系統(tǒng)正常運(yùn)行為12脈動(dòng)晶閘管直流電控裝置，故障運(yùn)行為6脈動(dòng)晶閘管直流電控裝置。其他：本段6kV母線上還運(yùn)行10000kW（不含諧波源負(fù)荷）自然功率因數(shù)為0.75的感性無(wú)功負(fù)荷。第5章 方案設(shè)計(jì)5.

31、1 礦業(yè)系統(tǒng)中SVG的作用5.1.1 電機(jī)、整流負(fù)載對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響整流負(fù)載，由于電力電子器件的非線性和波形非正弦的特點(diǎn)，由電力電子器件組成的整流設(shè)備的電源側(cè)（網(wǎng)側(cè)）的電流不僅含有基波，還包含豐富的諧波，其注入電網(wǎng)的諧波電流分為特征諧波和非特征諧波兩類。非特征諧波在理想狀態(tài)下不存在，但由于整流機(jī)組(或系統(tǒng)) 間負(fù)載不均衡，交流側(cè)三相電壓或阻抗不對(duì)稱等，則產(chǎn)生非特征諧波。整流系統(tǒng)在整個(gè)運(yùn)行期間功率因數(shù)偏低，這些都會(huì)給電網(wǎng)的運(yùn)行和效率帶來(lái)不良的影響，同時(shí)也會(huì)對(duì)接在該公用電網(wǎng)中的其他用電設(shè)備帶來(lái)一些不良的影響甚至危害。隨著由電力電子器件組成的整流裝置的廣泛應(yīng)用和容量的不斷增加，上述給公用電網(wǎng)和其

32、他用電設(shè)備帶來(lái)的不良影響（有人稱之為電網(wǎng)污染或公害）日益顯著。因此，在設(shè)計(jì)或構(gòu)成一個(gè)整流系統(tǒng)時(shí)，必須考慮諧波治理及無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)膯?wèn)題。綜上所述，整流設(shè)備對(duì)電網(wǎng)的不利影響主要表現(xiàn)在： 平均功率因數(shù)低 產(chǎn)生諧波電流諧波電流在各個(gè)方面對(duì)設(shè)備都有一定的影響：1）諧波對(duì)供電變壓器的影響諧波對(duì)供電變壓器的影響主要是產(chǎn)生附加損耗，溫升增加，出力下降，影響絕緣壽命。2）諧波對(duì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的影響諧波對(duì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的主要影響是產(chǎn)生附加損耗，其次產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，噪聲和諧波過(guò)電壓。3）諧波對(duì)電纜及并聯(lián)電容器的影響，當(dāng)產(chǎn)生諧波放大時(shí)，并聯(lián)電容器，將因過(guò)電流及過(guò)電壓而損壞，嚴(yán)重時(shí)將危及整個(gè)供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。4）諧波對(duì)變流裝置的影

33、響交流電壓畸變可能引起不可逆變流設(shè)備控制角的時(shí)間間隔不等，并通過(guò)正反饋而放大系統(tǒng)的電壓畸變，使變流器工作不穩(wěn)定，而對(duì)逆變器則可能發(fā)生換流失敗而無(wú)法工作，甚至損壞變流設(shè)備。5）諧波對(duì)通信產(chǎn)生干擾，使電度計(jì)量產(chǎn)生誤差。6）諧波對(duì)繼電保護(hù)自動(dòng)裝置和計(jì)算機(jī)等也將產(chǎn)生不良影響。5.1.2 改善礦業(yè)系統(tǒng)變電站運(yùn)行性能的措施除了合理的進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)外，有必要采取改善變電站運(yùn)行性能的有效措施。降低各種負(fù)載對(duì)電網(wǎng)的影響，除了合理選擇接入電網(wǎng)的地點(diǎn)和方式，增加接入點(diǎn)的短路容量外，改善礦業(yè)系統(tǒng)變電站的運(yùn)行性能有兩個(gè)基本的途徑，其一是選用性能優(yōu)良的各種無(wú)諧波高功率因數(shù)的高、低壓變頻器和配套電機(jī)等；其二是在現(xiàn)有的變電站的

34、基礎(chǔ)上，通過(guò)裝設(shè)靈活的調(diào)節(jié)裝置來(lái)改善系統(tǒng)的運(yùn)行性能，如動(dòng)態(tài)的無(wú)功調(diào)節(jié)裝置（SVG）等。5.1.3 加裝SVG的必要性無(wú)功問(wèn)題和諧波問(wèn)題都會(huì)給電網(wǎng)的運(yùn)行或效率帶來(lái)不良的影響，同時(shí)也會(huì)對(duì)接在該公用電網(wǎng)中的其他用電設(shè)備帶來(lái)一些不良的影響甚至危害。當(dāng)消弧線圈調(diào)諧不當(dāng)和系統(tǒng)對(duì)地電容處于串聯(lián)諧振狀態(tài)時(shí)會(huì)引起中性點(diǎn)電壓過(guò)高，而且會(huì)對(duì)上述無(wú)功問(wèn)題和諧波問(wèn)題進(jìn)一步放大（電容器的應(yīng)用也可能導(dǎo)致諧波放大現(xiàn)象），從而引起三相對(duì)地電壓嚴(yán)重不平衡，會(huì)對(duì)電氣設(shè)備的安全運(yùn)行造成極大的威脅。因此系統(tǒng)必須考慮加裝快速的無(wú)功功率補(bǔ)償裝置，以濾除諧波，平衡無(wú)功的波動(dòng)。靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）可以快速平滑調(diào)節(jié)無(wú)功補(bǔ)償功率的大小，提供動(dòng)

35、態(tài)的電壓支撐，改善系統(tǒng)的運(yùn)行性能。在系統(tǒng)發(fā)生短路故障情況下，SVG的動(dòng)態(tài)無(wú)功調(diào)節(jié)能力可以加快故障切除后內(nèi)部工況的恢復(fù)過(guò)程；在負(fù)載變化情況下，SVG可以使變電站的電壓波動(dòng)明顯降低，對(duì)工藝設(shè)備及變電站安全運(yùn)行和穩(wěn)定電能質(zhì)量均有很好的作用。5.2 方案設(shè)計(jì)將原有SVC改造成SVG主要需要考慮兩方面的問(wèn)題，一是通過(guò)補(bǔ)償無(wú)功功率，提高功率因數(shù)，抑制電壓波動(dòng)；二是考慮濾波容量，因?yàn)镾VC是依靠FC進(jìn)行無(wú)源濾波，不需要占用容量，而SVG是有源濾波設(shè)備，需要留有相應(yīng)的濾波容量。兩方面的問(wèn)題具體分析如下。5.2.1 無(wú)功功率補(bǔ)償容量根據(jù)我公司2010年10月20日至21日對(duì)該母線的測(cè)試可知，目前已有補(bǔ)償容量為1

36、2.4Mvar的SVC，已將平均功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.97（如圖5.1），滿足用戶要求；母線的最大無(wú)功沖擊為2.33Mvar，而6kV母線的最小短路容量為118MVA，國(guó)家允許的電壓波動(dòng)為2%，對(duì)應(yīng)的無(wú)功波動(dòng)量為2.36Mvar，所以，無(wú)功波動(dòng)也滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。因此就補(bǔ)償無(wú)功功率而言,12.4Mvar的容量正好，無(wú)需增減。圖5.1 已有SVC補(bǔ)償后母線的功率因數(shù)圖5.2 已有SVC補(bǔ)償后母線的無(wú)功波動(dòng)5.2.2 諧波補(bǔ)償容量1. 諧波電流疊加原則根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)電能質(zhì)量 公共電網(wǎng)諧波GB/T 1454993，先計(jì)算每臺(tái)電機(jī)的諧波發(fā)生量，然后對(duì)多個(gè)諧波源的同次諧波電流進(jìn)行迭加計(jì)算。 同次諧波電流相位角確定

37、時(shí)采用下式進(jìn)行計(jì)算：In=式中：I1n為第一個(gè)諧波源的n次諧波電流I2n為第二個(gè)諧波源的n次諧波電流 n兩個(gè)諧波源諧波電流之間的相位角相位角n不能確定時(shí)：In=表5- SEQ 表5- * ARABIC 1 疊加系數(shù)Kn取值N3571113139偶次Kn1.621.280.720.180.0802. 負(fù)荷產(chǎn)生的諧波電流依據(jù)我公司10月20日-22日對(duì)負(fù)荷的測(cè)試，綜合測(cè)試結(jié)果及仿真計(jì)算結(jié)果，并根據(jù)諧波電流疊加原則得出6kV母線的諧波電流值為：表5-2 6kV母線的諧波電流值諧波次數(shù)23456789諧波值（A）6.796.085.3538.911.418.96.213.2諧波次數(shù)1011121314

38、151617諧波值（A）8.2251.48.9635.12.094.972.415.56諧波次數(shù)1819202122232425諧波值（A）2.915.383.251.842.226.41.026.6 根據(jù)以上各次諧波電流值，計(jì)算出諧波電流總有效值為：I=78.61A3. 諧波補(bǔ)償容量根據(jù)上面計(jì)算出來(lái)的諧波電流總有效值，計(jì)算出補(bǔ)償諧波電流所需要的容量為：Q=UI=816.97kvar5.2.3 補(bǔ)償設(shè)備容量確定根據(jù)以上計(jì)算，可知本項(xiàng)目所需要的總補(bǔ)償容量為：Q總=12400+816.97=13216.97kvar根據(jù)以上計(jì)算，為了留有余量，最終確定補(bǔ)償設(shè)備的容量為15000kvar。由于SVG本

39、身不改變系統(tǒng)阻抗，所以在6kV母線段增加此套SVG后，可以與6kV母線段原有的SVC并聯(lián)使用。5.3 設(shè)備投運(yùn)后達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)和性能考核(1) 用戶考核點(diǎn)（PCC點(diǎn)）6kV母線的功率因數(shù)值高于0.95。(2) 單套SVG輸出調(diào)節(jié)范圍為-100%100%（無(wú)級(jí)可調(diào)） (3) 系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間5ms。(4) 設(shè)備具有一定的過(guò)載能力，SVG能承受1.15倍額定電流。(5) 裝置具備完善的控制、保護(hù)和報(bào)警措施。在裝置故障時(shí)提供報(bào)警信號(hào)，嚴(yán)重故障時(shí)封鎖SVG驅(qū)動(dòng)脈沖，同時(shí)將裝置退出運(yùn)行。 (6) 成套裝置采用強(qiáng)制風(fēng)冷，技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行安全可靠，適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。(7) 6kV母線電壓的電壓波動(dòng)滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)電能質(zhì)量

40、、電壓波動(dòng)和閃變GB/T123262008。(8) 注入系統(tǒng)的諧波電流和6kV母線電壓總諧波畸變率低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)電能質(zhì)量、公用電網(wǎng)諧波GB/T14549-93。允許的諧波電流畸變?nèi)缦拢嚎傊C波電壓畸變奇次諧波電壓畸變偶次諧波電壓畸變4.0%3.2%1.6%第6章 SVG控制策略介紹6.1 控制策略設(shè)計(jì)SVG的控制目標(biāo)主要是抑制暫態(tài)電壓變化。暫態(tài)電壓發(fā)生變化的可能原因包括發(fā)生故障和負(fù)荷大幅突增，特點(diǎn)是電壓很快下降，很可能是單調(diào)下降，結(jié)果將是暫態(tài)電壓失穩(wěn)和引起低壓釋放負(fù)荷。為了維持暫態(tài)電壓穩(wěn)定并減少低壓釋放負(fù)荷，一方面要求SVG能夠動(dòng)態(tài)補(bǔ)償較大的容量，另一方面要求SVG具有較快的響應(yīng)速度。基礎(chǔ)技術(shù)研究

41、階段的仿真研究表明：1）SVG可以快速支撐電壓，減少低壓釋放負(fù)荷； 2）SVG可以提高暫態(tài)電壓穩(wěn)定性；SVG的快速動(dòng)態(tài)特性對(duì)減少釋放負(fù)荷，支撐電壓水平有顯著的作用，裝置的響應(yīng)時(shí)間越短，作用效果就越好，裝置響應(yīng)時(shí)間為30ms時(shí)的效益比80ms時(shí)提高了58。SVG控制策略中主控制主要包括低電壓控制及過(guò)電壓控制，同時(shí)，在SVG控制策略中除了主控制外，加入輔助控制。輔助控制包括無(wú)功儲(chǔ)備控制，過(guò)電壓和低電壓控制以及過(guò)流控制。6.1.1 主控制策略1. 電壓控制一般情況下SVG的輸出無(wú)功根據(jù)系統(tǒng)電壓的變化采用斜線控制，在電網(wǎng)暫態(tài)過(guò)程階段迅速發(fā)出無(wú)功（響應(yīng)速度20ms），以維持電網(wǎng)的穩(wěn)定。在控制上，SVG與

42、SVC的區(qū)別在于:在SVC中，由外閉環(huán)調(diào)節(jié)器輸出的控制信號(hào)用作SVC等效電納的參考值Bref，以此信號(hào)來(lái)控制SVC調(diào)節(jié)到所需的等效電納；而在SVG中，外閉環(huán)調(diào)節(jié)器輸出的控制信號(hào)則被視為補(bǔ)償器應(yīng)產(chǎn)生的無(wú)功電流(或無(wú)功功率)的參考值。正是在如何由無(wú)功電流(或無(wú)功功率)參考值調(diào)節(jié)SVG真正產(chǎn)生所需的無(wú)功電流(或無(wú)功功率)這個(gè)環(huán)節(jié)上，形成了SVG多種多樣的具體控制方法，而這與傳統(tǒng)SVC所采用的觸發(fā)角移相控制原理是完全不同的。目前SVG的控制主要從控制策略和外閉環(huán)反饋控制量和調(diào)節(jié)器的選取兩方面考慮，但無(wú)論是哪一方面都要根據(jù)補(bǔ)償器要實(shí)現(xiàn)的功能和應(yīng)用的場(chǎng)合來(lái)決定。由于日負(fù)荷的變動(dòng)和電網(wǎng)其它因素的影響，系統(tǒng)電

43、壓會(huì)發(fā)生一定的波動(dòng)，SVG可以根據(jù)按系統(tǒng)無(wú)功電壓要求，快速釋放或吸收無(wú)功功率，提供動(dòng)態(tài)的無(wú)功支撐，使得系統(tǒng)電壓維持在一定范圍內(nèi)。為達(dá)到穩(wěn)定電壓的目的，一般采用PI控制器來(lái)保證電壓控制的動(dòng)態(tài)品質(zhì)和穩(wěn)態(tài)精度。圖6-1 SVG的U-I特性曲線根據(jù)前面對(duì)SVG工作原理的分析，可得其電壓電流特性，如圖6-1所示?？梢钥闯觯?dāng)電網(wǎng)電壓下降，補(bǔ)償器的電壓電流特性向下調(diào)整時(shí)，SVG可以調(diào)整其變流器交流側(cè)電壓的幅值和相位，以使其所能提供的最大無(wú)功電流ILmax和ICmax維持不變，僅受其電力半導(dǎo)體器件的電流容量限制。而對(duì)傳統(tǒng)的SVC，由于其所能提供的最大電流分別受其并聯(lián)電抗器和并聯(lián)電容器的阻抗特性限制，因而隨著

44、電壓的降低而減小。因此SVG的運(yùn)行范圍比傳統(tǒng)的SVC大，SVC的運(yùn)行范圍是向下收縮的三角形區(qū)域，而SVG的運(yùn)行范圍是上下等寬的近似矩形的區(qū)域。這是SVG優(yōu)越于傳統(tǒng)SVC的一大特點(diǎn)。如圖6-1，改變系統(tǒng)電壓參考值時(shí)，可以使電壓-電流特性上下移動(dòng)，但和SVC相比，它的最大無(wú)功電流(容性和感性)保持不變(SVC受并聯(lián)電抗器和并聯(lián)電容器阻抗的限制，隨著電壓降低而減小)。電壓調(diào)節(jié)器的作用過(guò)程為：將測(cè)量得到的控制變量與參考值相比較，然后輸入到控制器的傳遞函數(shù)，控制器根據(jù)SVG的UI特性曲線得到所需無(wú)功電流值，然后通過(guò)對(duì)SVG的電流閉環(huán)控制，使得SVG發(fā)出(吸收)的電流等于給定無(wú)功電流值。這樣SVG的工作狀

45、態(tài)將隨系統(tǒng)情況的變化而進(jìn)行變化，當(dāng)電壓高時(shí)，輸出更多的感性無(wú)功(如A點(diǎn))，當(dāng)電壓比較低時(shí)，輸出更多的容性無(wú)功(如B點(diǎn))，從而使系統(tǒng)電壓穩(wěn)定在一定范圍之內(nèi)。SVG控制的線性范圍是SVG端電壓隨SVG電流作線性變化的控制區(qū)域，其中電流或無(wú)功功率可以在整個(gè)容性到感性的區(qū)域內(nèi)變化。實(shí)際的無(wú)功補(bǔ)償裝置一般不設(shè)計(jì)成具有水平的電壓-電流特性，而是設(shè)計(jì)成具有一定斜率的特性(如圖6-1所示)。這樣設(shè)計(jì)具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：(1)達(dá)到幾乎相同的控制目標(biāo)可以大大減小SVG的額定無(wú)功功率(2)防止SVG過(guò)于頻繁達(dá)到無(wú)功功率限制值(3)多個(gè)并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償器的無(wú)功輸出功率容易分配U-I特性曲線中的斜率即調(diào)差率被定義為在補(bǔ)償器的

46、線性控制區(qū)域內(nèi)，電壓幅值增量與電流幅值增量之比值，因此斜率KSL可由下式給出：其中，V電壓幅值增量(V)； I電流幅值增量(A)。斜率的標(biāo)幺值為：其中，Vr和IrSVG電壓和電流的額定值。當(dāng)I =Ir時(shí)，其中，QrSVG的額定無(wú)功功率。因此，斜率還可以定義為當(dāng)SVG輸出最大無(wú)功功率時(shí)，引起的電壓變化占額定電壓的百分比，這個(gè)最大無(wú)功功率值是最大感性無(wú)功功率和最大容性無(wú)功功率中較大的一個(gè)，因?yàn)橥ǔVG的額定無(wú)功功率對(duì)應(yīng)較大的那個(gè)無(wú)功功率值。通常斜率保持在110的范圍內(nèi)，典型值為35。通常，在U-I特性曲線中加入一個(gè)特定的斜率是必要的。在實(shí)際應(yīng)用中一般采用電流反饋來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)斜率，從而得到電壓調(diào)節(jié)器

47、的控制框圖:圖6-2 電壓調(diào)節(jié)器控制框圖2. 恒無(wú)功控制恒無(wú)功控制是當(dāng)控制器故障或其它非正常狀態(tài)下，一種手動(dòng)調(diào)節(jié)無(wú)功功率的手段。此時(shí)SVG可以看成一個(gè)無(wú)功源，根據(jù)設(shè)定的無(wú)功值，由無(wú)功閉環(huán)控制使SVG達(dá)到恒無(wú)功輸出。設(shè)定的無(wú)功值能在滿足規(guī)定的范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。此控制與電壓控制不能同時(shí)存在，當(dāng)兩者進(jìn)行切換時(shí)可以平滑過(guò)渡并不會(huì)引起瞬時(shí)無(wú)功沖擊。由于SVG裝置的響應(yīng)速度快，因此各參量的計(jì)算均應(yīng)采用基于瞬時(shí)值的方法，否則參量計(jì)算的延時(shí)易于導(dǎo)致控制器發(fā)生振蕩，影響控制器的性能。所以恒無(wú)功控制時(shí)，無(wú)功計(jì)算采用瞬時(shí)無(wú)功功率的計(jì)算方法。瞬時(shí)無(wú)功功率理論中的概念，都是在瞬時(shí)值的基礎(chǔ)上定義的，它不僅適用于正弦波，也適

48、用于非正弦波和任何過(guò)渡過(guò)程的情況。設(shè)三相電路各相電壓、電流的瞬時(shí)值分別為ea、eb 、ec 和ia 、ib 、ic ,把它們變換到三相正交的-坐標(biāo)系。 其中因此三相電路瞬時(shí)無(wú)功功率p(瞬時(shí)有功q)可以得到如下表達(dá)式：恒無(wú)功控制通過(guò)瞬時(shí)無(wú)功理論計(jì)算出瞬時(shí)無(wú)功然后通過(guò)PI調(diào)節(jié)器的閉環(huán)控制，使得SVG發(fā)出的無(wú)功等于給定值。圖6-3 恒無(wú)功控制框圖6.1.2 輔助控制策略1. 無(wú)功儲(chǔ)備控制為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，SVG需要大量的無(wú)功功率儲(chǔ)備。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生擾動(dòng)時(shí)，快速電壓調(diào)節(jié)控制利用SVG的大部分可控?zé)o功功率將端電壓維持在預(yù)先設(shè)定的值上。如果SVG繼續(xù)維持這種狀態(tài)，那么在下一個(gè)擾動(dòng)到來(lái)時(shí)它就沒(méi)有足夠的無(wú)功容

49、量來(lái)有效地響應(yīng)這個(gè)擾動(dòng)。而且SVG的響應(yīng)速度很快(ms級(jí))，所以在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)能迅速提供無(wú)功支撐，而且SVG可以在很低的電壓下仍然可以輸出額定無(wú)功電流，這是一般設(shè)備所不具備的。為了充分發(fā)揮SVG響應(yīng)迅速，輸出無(wú)功能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，在電壓在允許范圍時(shí)可以將SVG一部分無(wú)功進(jìn)行儲(chǔ)備，當(dāng)系統(tǒng)需要時(shí)迅速釋放。其作用過(guò)程為：當(dāng)電壓在一定的允許范圍內(nèi)波動(dòng)并持續(xù)一段時(shí)間，認(rèn)為系統(tǒng)達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，此時(shí)SVG開(kāi)始慢慢進(jìn)行無(wú)功儲(chǔ)備(輸出容性無(wú)功開(kāi)始減小)，隨著SVG無(wú)功儲(chǔ)備的開(kāi)始，系統(tǒng)電壓也會(huì)隨著減小。只要系統(tǒng)電壓一直維持在允許范圍內(nèi)，則SVG一直進(jìn)行儲(chǔ)備直到容性無(wú)功全部?jī)?chǔ)備。當(dāng)系統(tǒng)電壓超出允許的范圍，則SVG

50、停止儲(chǔ)備。當(dāng)系統(tǒng)電壓很低時(shí)，SVG迅速釋放儲(chǔ)備的無(wú)功，以支撐系統(tǒng)電壓。由于無(wú)功儲(chǔ)備的過(guò)程時(shí)間幾十秒或數(shù)分鐘，所以它不會(huì)影響主控制，只是作為主控制的一個(gè)輔助控制。假設(shè)SVG初始的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行點(diǎn)為l，即系統(tǒng)一負(fù)荷線與SVG的U-I特性曲線的交點(diǎn)。如果系統(tǒng)突然發(fā)生擾動(dòng)，使SVG的母線電壓降低了VT，由于電壓調(diào)節(jié)器的作用，SVG的運(yùn)行點(diǎn)將迅速移動(dòng)到2，點(diǎn)2是新的系統(tǒng)一負(fù)荷線與SVG的U-I特性曲線的交點(diǎn)。如果上述的電壓下降維持一定時(shí)間，無(wú)功儲(chǔ)備功能將SVG的參考電壓值降低VSR。，從而使SVG的穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)移動(dòng)到3。這樣，盡管SVG電壓已經(jīng)低于期望的參考值，但SVG的無(wú)功功率可控范圍得到了恢復(fù)，從而仍然具有

51、抵御系統(tǒng)事故的能力。鄰近的無(wú)功電源這時(shí)可以投入，以提升SVG的電壓達(dá)到期望的值。具體的無(wú)功儲(chǔ)備過(guò)程如圖6-4所示：圖6-4 SVG無(wú)功儲(chǔ)備過(guò)程2. 低電壓及過(guò)電壓控制在系統(tǒng)嚴(yán)重低電壓的瞬間(例如發(fā)生故障時(shí))，SVG中的控制邏輯將把SVG閉鎖。如果在這樣的情況下SVG繼續(xù)工作，電壓調(diào)整器將動(dòng)作，那么SVG將產(chǎn)生極大的容性輸出，這樣就會(huì)在故障清除的瞬間產(chǎn)生極大的過(guò)電壓。圖6-5顯示了低電壓策略的模型框圖。其中，Vmeas表示高壓側(cè)SVG母線電壓標(biāo)么值，UVmin和UVmax分別表示低電壓的上限和下限。圖6-5 低電壓策略假設(shè)在發(fā)生三相故障時(shí)，當(dāng)三相整流電壓低于門檻電壓Uvmin(通常是0.6pu)

52、，以下的動(dòng)作將被禁止：電壓調(diào)整器失效；電納調(diào)整器被禁止。當(dāng)電壓回升到第二個(gè)定值點(diǎn)UVmax(通常是0. 69pu，比第一定值點(diǎn)U高)，經(jīng)過(guò)一段預(yù)先設(shè)定的延時(shí)(大約30ms)，鉗制也被取消。再經(jīng)過(guò)一段預(yù)先設(shè)定的延時(shí)(大約170ms)，電納調(diào)整器恢復(fù)工作。低電壓策略一般設(shè)計(jì)主要保證在三相故障時(shí)能夠有效工作，而不是在單相接地故障期間。這兩種故障的差別通過(guò)選擇門檻電壓來(lái)完成。如果電壓高，控制系統(tǒng)將向系統(tǒng)發(fā)出感性無(wú)功功率，同時(shí)控制附近并聯(lián)電容器組切除或并聯(lián)電抗器組投入，使電壓保持在接近并小于1pu的狀態(tài)。如果電壓持續(xù)高于1.15pu，SVG將在1秒后發(fā)出跳閘信號(hào)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，既是當(dāng)系統(tǒng)電壓高于允許值，而S

53、VG輸出已經(jīng)達(dá)到感性無(wú)功輸出極限，則檢測(cè)站內(nèi)電容器開(kāi)關(guān)狀態(tài)，如果有在線的電容器組，則切除其中一組電容器，如果切除后系統(tǒng)電壓仍過(guò)高，則繼續(xù)切除在線電容器，直到系統(tǒng)電壓穩(wěn)定在允許范圍內(nèi)或電容器全部切除為止。同時(shí)，如果系統(tǒng)電壓偏低（系統(tǒng)運(yùn)行在穩(wěn)態(tài)條件下），而SVG輸出已經(jīng)達(dá)到容性無(wú)功輸出極限，則檢測(cè)站內(nèi)電容器開(kāi)關(guān)狀態(tài)，如果有未在線的電容器組，則控制系統(tǒng)發(fā)出合閘命令，將該電容器組投入，如果投入后系統(tǒng)電壓仍低于設(shè)定值，則繼續(xù)投入未在線電容器組，直到系統(tǒng)電壓穩(wěn)定在允許范圍內(nèi)或站內(nèi)電容器全部投入。為了保障系統(tǒng)安全性，同時(shí)不影響站內(nèi)電容器組的壽命，電容器組在退出后，12個(gè)小時(shí)（該時(shí)限可根據(jù)用戶負(fù)荷情況自行調(diào)整

54、）內(nèi)不再接收合閘命令。3 . SVG過(guò)流控制SVG過(guò)流控制主要目的是保護(hù)設(shè)備，避免設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行在過(guò)載狀態(tài)。其控制過(guò)程為一旦檢測(cè)流過(guò)SVG電流超過(guò)其正常額定值，而電流還未超出其過(guò)載限時(shí)，控制器自動(dòng)地調(diào)節(jié)SVG輸出最大電流值進(jìn)行限制，減小SVG的輸出電流，使其回到正常額定值以內(nèi)。同時(shí)對(duì)SVG輸出電壓進(jìn)行限幅，防止控制過(guò)程中輸出電壓超出一定范圍引起SVG的過(guò)流。圖6-6 SVG過(guò)流控制第7章 關(guān)鍵設(shè)備及其技術(shù)特點(diǎn)7.1 IGBT模塊采用國(guó)際頂級(jí)優(yōu)質(zhì)開(kāi)關(guān)器件西門子英飛凌公司（原德國(guó)EUPEC公司）的IGBT模塊。超強(qiáng)的抗電流、電壓尖峰能力。較大的模塊裕量設(shè)計(jì)，提高設(shè)備可靠性和安全性。7.2 薄膜電容我

55、公司SVG采用加拿大EACO公司生產(chǎn)的IGBT專用薄膜電容，該電容具有如下優(yōu)勢(shì)：低等效串聯(lián)電阻 低等效串聯(lián)電感 高紋波電流，1.6倍過(guò)壓能力 高有效電流處理能力，長(zhǎng)壽命 ，免維護(hù)高溫條件下的電容特性優(yōu)良。7.3 功率單元SVG的核心主電路，用以實(shí)現(xiàn)功率變換。模塊化設(shè)計(jì)，功率單元的結(jié)構(gòu)和電氣性能完全一致，可以互換。采用榮信專利先進(jìn)高效的散熱技術(shù)，大大提高了IGBT的可靠性。7.4 全數(shù)字控制系統(tǒng)采用美國(guó)TI公司先進(jìn)DSP芯片。實(shí)時(shí)計(jì)算電網(wǎng)所需的無(wú)功功率，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)跟蹤與補(bǔ)償?？刂葡到y(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)。DSP控制板互為冗余備份。7.4.1 控制器 DSP全數(shù)字控制系統(tǒng)，它具多個(gè)快速輸出通道等高性能硬件

56、配置。控制柜由微機(jī)監(jiān)控單元、開(kāi)關(guān)面板、主控單元、采樣單元、輸入輸出單元及柜內(nèi)風(fēng)機(jī)和照明組成。外形尺寸：800mm1000mm2200mm（長(zhǎng)寬高）數(shù)量：1臺(tái)溫度：-10至+40SVG系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間：5ms控制系統(tǒng)特點(diǎn)：實(shí)時(shí)控制速度快、精度高，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。7.4.2 結(jié)構(gòu) 柜式結(jié)構(gòu)，表面采用靜電噴塑工藝處理。柜體選用三防產(chǎn)品，抗強(qiáng)電磁干擾能力強(qiáng)，可靠性高。其它控制系統(tǒng)中的附件，如各類集成電路等都采用國(guó)外的知名公司產(chǎn)品。7.4.3 控制方式在無(wú)功控制調(diào)整目標(biāo)下，使SVG各功率單元的安全系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)行，邏輯正確。為了滿足用戶的特殊需求，SVG的控制器可以根據(jù)需要增加某些特殊功能，稱為補(bǔ)充控制方式，

57、在標(biāo)準(zhǔn)中作為選項(xiàng)，SVG可根據(jù)今后電力系統(tǒng)的發(fā)展，或技術(shù)的發(fā)展靈活的更新。7.4.4 通訊控制器具有和上位機(jī)通訊的標(biāo)準(zhǔn)化接口。采用通訊管理機(jī)實(shí)現(xiàn)就地和遠(yuǎn)方通訊。同時(shí)SVG具備與變電站綜合自動(dòng)化聯(lián)網(wǎng)的功能，高壓開(kāi)關(guān)柜的合閘、分閘及狀態(tài)監(jiān)控在SVG的后臺(tái)保護(hù)上實(shí)現(xiàn)。可采用RS485通訊方式，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方通信。7.4.5 SVG故障自診斷系統(tǒng)本系統(tǒng)采用一體化工控機(jī)，具有友好的人機(jī)界面，數(shù)據(jù)保存6個(gè)月以上。可提供如下功能： 1）顯示主接線 2）顯示實(shí)時(shí)曲線 3）顯示歷史曲線 4）歷史記錄5）功率因數(shù)查詢6）故障記錄7）IGBT狀態(tài)監(jiān)視8）提供系統(tǒng)參數(shù)9）顯示當(dāng)前時(shí)間、保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，顯示保護(hù)類型、保護(hù)動(dòng)作時(shí)間等信息7.4.6 SVG 保