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基于SVC的工矿电网综合无功电压节能解决方案

2014-07-15    来源:中国节能网
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[ 导读 ]:  一、 现状  随着中国经济的迅猛发展以及新能源应用的推进,对电力系统运行的安全性、可靠性和经济性以及对电能的质量的要求越来越高。
 

   一、 现状

  随着中国经济的迅猛发展以及新能源应用的推进,对电力系统运行的安全性、可靠性和经济性以及对电能的质量的要求越来越高。一些大功率负荷的投入、退出,或者系统局部故障等,都会造成系统中有功功率和无功功率的大幅扰动,从而对电网的稳定性和经济性产生影响。同时,这些扰动引起的电磁暂态过程产生的过电流和过电压又往往会危害到有关电器设备的安全。同时基于计算机系统的控制设备与电子装置的广泛应用,电力系统中用电负荷结构发生改变,即变频装置、电弧炉炼钢、电气化铁道等非线性、冲击性负荷造成对电能质量的污染与破坏,而电能作为商品,人们会对电能质量提出更高的要求,因此迫切需要对系统的无功功率进行动态补偿。

  目前国内外电网企业广泛使用的无功电压管理手段主要是在电网内部实现了集中决策多级协调的电网自动电压管理系统(电网AVC),电网AVC控制手段主要是投切电容电抗器、调整主变分接头位置改变无功分布,下达发电机机端电压定值调节励磁系统。有装设SVC/SVG装置的电网也只是实现当地闭环控制,没有参与电网无功电压的优化控制。

  二、 SVC/SVG设备的特点

  SVG的控制目标主要是抑制暂态电压变化。暂态电压发生变化的可能原因包括发生故障和负荷大幅突增,特点是电压很快下降,很可能是单调下降,结果将是暂态电压失稳和引起低压释放负荷。为了维持暂态电压稳定并减少低压释放负荷,一方面要求SVG能够动态补偿较大的容量,另一方面要求SVG具有较快的响应速度。

  SVG的快速动态特性对减少释放负荷,支撑电压水平有显著的作用,装置的响应时间越短,作用效果越好,装置响应时间为30ms时的效益比80ms时提高了58%。

  SVG控制策略中主控制主要包括低电压控制及过电压控制,辅助控制包括无功储备控制,过电压和低电压控制以及过流控制。

  三、 无功电压综合优化管理平台的特点

  南京软核科技公司技术团队具有无功电压优化控制及管理领域近十年研究成果,已经形成完整的无功电压综合优化管理解决方案。在无功电压综合优化管理平台中,由主网AVC子系统、配网AVC子系统、主变经济运行在线决策系统、无功电压综合监测及管理子系统、主网无功优化规划子系统、中低压配网无功优化规划子系统、主网线损在线计算及分析子系统、中低压配网线损在线计算及分析子系统、电能质量在线监测及综合评估子系统组成,这些软件模块协同完成了在无功电压管理领域的完整解决方案。

  无功电压综合优化管理平台在部署方式上将跨越生产网和管理网两个区域,由于电力系统的安全规程要求,两个网络区域之间是采用正向隔离器,生产网数据可以通过单向隔离器传输到管理网段,但数据无法反向传输。因此,将实时控制的主、配网AVC子系统放在生产网段,将管理分析用的无功电压综合监测及管理子系统,主、配网无功优化规划子系统,主、配网线损在线计算及分析子系统放在管理网段。管理网段系统计算所需的电网实时数据和历史数据,可以通过单向隔离器传输到管理网段,对于管理网段系统的分析结果,通过其管理通道可以反馈到生产网段的系统,既满足了系统功能需求,又符合用户的安全规程需要。

  四、 考虑SVC/SVG的无功电压解决方案可行性

  AVC系统的决策出发点是从全网角度出发,决策结果是一连续的优化目标,而控制手段一直局限在主变分接头与电容器开关这两类设备上,由于这些设备调节能力的离散特性,无法实现连续的动态无功电压控制。

  SVC/SVG的特点是快速动态特性,对支撑电压水平,平抑电压波动,保持无功供应都有显著的作用,装置的响应时间越短,作用效果越好,装置响应时间为30ms时的效益比80ms时提高了58%。但其快速动态特性如果不与专业的自动控制系统结合,将最终沦落为简单的电压控制器或无功补偿设备,无法发挥其最佳效能。

  考虑到当前电网的发展趋势和负荷结构变化趋势,将无功电压综合优化管理平台与SVC/SVG的规划、控制结合起来是下一个阶段电网无功电压控制的一个必然方向。

  1、 在暂态调节方面的配合

  利用SVC/SVG设备动态调节能力处理电压波动,达到稳定电压,平抑谐波的目的。

  在SVC/SVG设备的出力接近额定值时,AVC系统使用合适的电容器/电抗器设备来释放SVC/SVG的补偿容量,以达到连续调节的目标。

  2、 在稳态调节方面的配合

  根据当前电网运行方式需要,制定SVC/SVG的调节参数,切换其控制模式(恒定电压模式或恒定无功模式),使SVC/SVG设备能够动态的适应当前电网的实际需要,更为有效的优化潮流、降低网损。

  例如,在负荷高峰、低谷时期,根据电网调节能力,按照逆调压方式设定SVC/SVG设备的电压目标。

  3、 在无功规划上的配合

  无功电压解决方案中的无功优化规划软件可根据电网实际负荷情况、电网参数进行优化计算给出各变电所的电容器/电抗器的配置容量、分组方式。目前常规无功补偿优化软件并没有将SVC/SVG等动态无功补偿设备纳入优化计算,可以考虑根据实际情况需要,确定变电所是否需要SVC/SVG设备,规划SVC/SVG的安装容量和安装位置,并对SVC/SVG投入情况进行校验,使得造价较高的SVC/SVG设备的配置能够规划的恰到好处,不至于多配或少配。

  五、考虑SVC/SVG无功电压完整解决方案的优点

  ² 对用户的好处

  对于用户来说,有时候并不知道什么时候、什么地方需要安装SVC/SVC装置。有时候即使意识到了某个变电站可能需要装设SVC/SVG设备,但他又不能确信安装后的使用效果,毕竟SVC/SVG设备是比较贵的。另外,一个地区一般会存在多种无功电压方面的问题,需要相关软件及系统与SVC/SVG设备一起配合使用才能完全解决。

  因此,用户希望有一套解决方案能够帮助他们发现无功补偿方面的问题,并给出安装各种无功补偿设备的建议,并能模拟计算安装后的调压及降损效果。用户也希望多个无功电压相关系统能够协调配合来解决他的问题,而他能够比较方便得到和使用这套解决方案。

  ² 对AVC厂家的好处

  常规AVC系统的控制手段一直局限在主变分接头与电容器开关这两类设备上,由于这些设备调节能力的离散特性,无法实现连续的动态无功电压控制。

  在无功电压综合管理平台中,将控制手段扩展到主变有载调压分接头、电容器、电抗器、滤波装置、SVC、SVG、分布式电源。控制方式也扩展到省地联调、地县联调、上下级电压联调、负荷预测调节、逆调压、电厂联合控制。

  SVC/SVG设备的加入增加了无功电压综合管理平台对无功电压的动态控制能力,使系统能更好的实现优化调节目标,走向真正的最优化。

  ² 对SVC、SVG厂家的好处

  部分地区AVC与SVC联调实验证明,联调控制使SVC装置利用率由原来的不动作上升到18.5次/日,SVC装置综合利用水平大幅提升。另外,联调控制模型可大大提高电网AVC系统计算精度和控制策略执行速度,可有效降低所控母线的电压波动率和变压器分接头的调节次数,可大幅提高用户电压质量。

  通过无功补偿优化软件优化计算确定SVC配置地点及配置容量,使SVC/SVG设备的配置有据可循,有理可依。SVC/SVG不再作为一个科技方向的探索、一个尝试,而是切切实实的作为一个常规补偿设备纳入无功电压控制的范畴。

  目前SVC装置已经逐步成熟,各设备厂家之间的竞争从前期拼技术先进、价格高低逐步发展为拼客户服务及产品口碑,如何通过差异化的客户服务及良好的产品口碑获得用户长期认可是每个厂家要重点考虑的问题。我们应以客户为中心来看待问题,SVC/SVG设备是解决客户无功电压问题的,客户最关心的是谁的产品能很好的解决问题,而不是谁的产品有哪些功能。推出完整的无功电压优化管理解决方案帮助用户解决无功电压规划、控制、管理方面的问题,将SVC/SVG设备作为解决方案的一部分,卖给用户的不只是设备了,而是一种先进的无功电压控制及管理理念和方法,在解决方案中用户购买SVC/SVG设备将是自然的、必需的。因此,我们建议双方联合推出SVC/SVG无功电压完整解决方案。我们相信利用荣信在SVC领域强大的力量及我们在无功电压方面的深厚技术积累,一定能够获得双方期待的成果。

  无功电压综合管理平台解决方案是电网企业节能、工矿企业电网节能的利器,是投资少、见效大的一种节能解决方案,需要引起大家的重视及应用,更是为大型工矿企业节能减排提供了很好的思路。
 
关键词: 节能 解决方案 综合 基于
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