中國儲能網(wǎng)訊：無功補償，在電子供電系統(tǒng)中起提高電網(wǎng)的功率因數(shù)的作用，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境。所以無功功率補償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補償裝置，可以做到最大限度的減少網(wǎng)絡(luò)的損耗，使電網(wǎng)質(zhì)量提高。反之，如選擇或使用不當(dāng)，可能造成供電系統(tǒng)，電壓波動，諧波增大等諸多因素。
2011年，甘肅敦煌、酒泉等地風(fēng)電機組脫網(wǎng)頻繁，造成嚴重的經(jīng)濟損失。更重要的是讓外界對可再生能源發(fā)展打上了大大的問號。受此影響，這幾年風(fēng)電行業(yè)飽受“棄風(fēng)”之苦，企業(yè)生存環(huán)境惡劣。為避免光伏行業(yè)同樣出現(xiàn)類似情況，逆變器廠商在現(xiàn)在的產(chǎn)品中大都采用了無功補償裝置。
本期《光能》請來了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的無功補償裝置制造商新風(fēng)光的技術(shù)總監(jiān)胡順全先生，請他給我們講講無功補償裝置的原理和特點。
《光能》：首先請介紹新風(fēng)光在新能源及光伏行業(yè)的業(yè)務(wù)布局。
胡順全：我們公司積極響應(yīng)國家制定的發(fā)展可再生能源的方針、政策，產(chǎn)品在光伏、風(fēng)電等新能源領(lǐng)域得到大力推廣和應(yīng)用。新風(fēng)光依據(jù)在變頻行業(yè)多年積累的技術(shù)和經(jīng)驗，開發(fā)了在新能源行業(yè)必不可少的設(shè)備-高壓動態(tài)無功補償（SVG）。目前新風(fēng)光的無功補償設(shè)備從2008年在現(xiàn)場運行以來已經(jīng)近6年了，沒有出現(xiàn)過質(zhì)量事故，充分證明了產(chǎn)品的高可靠性。目前我司產(chǎn)品在山東、青海、甘肅、新疆等地的光伏電站現(xiàn)場都有在運行。
《光能》：無功補償對于逆變器和光伏電站的意義是什么？請您就敦煌風(fēng)電脫網(wǎng)和其它一些案例，說明風(fēng)能和光伏如果不采用無功補償，會出現(xiàn)哪些嚴重的問題？
胡順全：我們通過分析敦煌風(fēng)電脫網(wǎng)事件，不難發(fā)現(xiàn)其中一個重要的原因就是因為風(fēng)電機組普遍不具備低電壓穿越能力，個別風(fēng)電場發(fā)生故障引起電壓跌落導(dǎo)致附近風(fēng)電機組大批同時脫網(wǎng)，是集中脫網(wǎng)事故頻發(fā)的直接原因；風(fēng)電場動態(tài)無功補償設(shè)備僅投入容性部分（ＦＣ濾波支路）或未投入，使得電力系統(tǒng)電壓大幅度升高，導(dǎo)致大量風(fēng)電機組高電壓脫網(wǎng)，是事故擴大化的主要原因。我們現(xiàn)在做一個假設(shè)，如果風(fēng)電場投入的無功補償設(shè)備不是電容部分（ＦＣ濾波支路），而是具有低電壓穿越功能的SVG，那么這一場驚動行業(yè)的事故就可以避免。同樣光伏行業(yè)一樣具有相應(yīng)的脫網(wǎng)風(fēng)險，也需要配置SVG來穩(wěn)定電網(wǎng)的可靠運行。
《光能》：低電壓穿越能力已經(jīng)成為逆變器的一項標準，請您解釋下是如何通過SVG裝置做到的？
胡順全：我們公司的FGSVG是通過控制系統(tǒng)實時監(jiān)測網(wǎng)側(cè)的母線電壓，當(dāng)母線電壓小于正常范圍時，F(xiàn)GSVG設(shè)備按照低電壓穿越曲線迅速發(fā)送容性無功，直至發(fā)到設(shè)備的額定功率，是網(wǎng)側(cè)母線電壓維持一個比較合理的電位，保證系統(tǒng)的可靠、穩(wěn)定運行。
《光能》：請您介紹下相對傳統(tǒng)的LC濾波回路，SVG的發(fā)展歷程和優(yōu)勢。
胡順全：FGSVG系列產(chǎn)品是目前國內(nèi)外較為先進的無功補償裝置，這種基于電壓型PWM變流器的補償裝置實現(xiàn)了無功補償方式質(zhì)的飛躍。它不再采用大容量的電容、電感器件，而是通過電力電子器件的高頻開關(guān)實現(xiàn)無功能量的變換。從技術(shù)上講，F(xiàn)GSVG系列產(chǎn)品較傳統(tǒng)的無功補償裝置有如下優(yōu)勢：
（1）響應(yīng)速度更快
FGSVG系列產(chǎn)品響應(yīng)時間：≤5ms。
傳統(tǒng)無功補償裝置響應(yīng)時間： ≥40ms。
FGSVG系列產(chǎn)品可在極短的時間之內(nèi)完成從額定容性無功到額定感性無功的相互轉(zhuǎn)換，這種無可比擬的響應(yīng)速度完全可以勝任對沖擊性負荷的補償。
（2）諧波治理
FGSVG系列產(chǎn)品不僅不產(chǎn)生諧波，而且同時具備諧波治理功能，在動態(tài)無功補償?shù)耐瑫r，可對諧波進行濾除。而SVC中TCR在補償無功功率同時產(chǎn)生大量諧波，導(dǎo)致TCR必須與大容量濾波器同時使用。
（3）電壓閃變抑制能力更強
SVC受到響應(yīng)速度的限制，其抑制電壓閃變的能力不會隨補償容量的增加而增加，而FGSVG系列產(chǎn)品由于響應(yīng)速度極快，增大裝置容量可以繼續(xù)提高抑制電壓閃變的能力。
（4）運行范圍更寬，具有低電壓穿越功能
FGSVG系列產(chǎn)品能夠在額定感性無功到額定容性無功的范圍內(nèi)工作，所以比SVC的運行范圍寬很多。更重要的是，在系統(tǒng)故障或電壓變低時，F(xiàn)GSVG系列產(chǎn)品能夠滿足IEC低電壓穿越標準要求。
（5）補償功能多樣化
FGSVG系列產(chǎn)品具有恒裝置無功功率模式、恒系統(tǒng)側(cè)功率因數(shù)模式、恒系統(tǒng)側(cè)電壓模式、恒考核點無功功率模式、負載補償模式等模式，能夠根據(jù)用戶實際需要，對負荷進行無功功率補償、諧波電流補償、負序電流補償、綜合補償?shù)取?
（6）占地面積小
由于無需高壓大容量的電容器和電抗器做儲能元件，F(xiàn)GSVG系列產(chǎn)品的占地面積通常只有相同容量SVC的50%。
圖：新風(fēng)光P1-P2公司電子車間外景
《光能》：公司的產(chǎn)品特性有哪些？同時請介紹業(yè)務(wù)拓展情況。
胡順全：易操作、高性能、高可靠性的FGSVG系列產(chǎn)品為滿足用戶對提高輸配電電網(wǎng)的功率因數(shù)、治理諧波、補償負序電流的迫切需求做出相應(yīng)設(shè)計，具有以下特點：
● 模塊化設(shè)計，安裝、調(diào)試、設(shè)定簡便。
● 動態(tài)響應(yīng)速度快，響應(yīng)時間≤5ms。
● 在補償容量足夠的前提下，輸出電流諧波（THD）≤3%。
● 多種運行模式極大的滿足用戶需求，運行模式有：恒裝置無功功率模式、恒考核點無功功率模式、恒考核點功率因數(shù)模式、恒考核點電壓模式、負載補償模式，目標值可實時更改。
● 實時跟蹤負荷變化，動態(tài)連續(xù)平滑補償無功功率，提高系統(tǒng)功率因數(shù)，實時治理諧波，補償負序電流，提高電網(wǎng)供電質(zhì)量。
● 抑制電壓閃變，改善電壓質(zhì)量，穩(wěn)定系統(tǒng)電壓。
● 設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。
● 主電路采用IGBT組成的H橋功率單元鏈式串聯(lián)結(jié)構(gòu),每相由多個相同功率單元組成，整機輸出由PWM波形疊加而成的階梯波，逼近正弦，經(jīng)輸出電抗濾波后正弦度良好。
● FGSVG采用冗余性設(shè)計和模塊化設(shè)計，滿足系統(tǒng)高可靠性的需求。
● 保護功能齊全，具有過壓、欠壓、過流、單元過熱、不均壓等保護，并能實現(xiàn)故障瞬間的波形錄制，便于確定故障點，易維護，運行可靠性高。
● 人機界面友好顯示，對外通訊提供了RS485等接口，采用標準Modbus通訊協(xié)議。除具有實時數(shù)字量及模擬量的顯示、運行歷史事件記錄、歷史曲線記錄查詢、單元狀態(tài)監(jiān)控、系統(tǒng)信息查詢、歷史故障查詢等功能外，還具有送電后系統(tǒng)自檢、一鍵開停機、分時控制、示波器（AD通道強制錄波）、故障瞬間電壓/電流波形記錄等特色功能。
● FGSVG設(shè)計包含與FC配合使用的接口，實現(xiàn)定補和動補的有效結(jié)合，為用戶提供更經(jīng)濟，更靈活的補償方案。
● 投切時無暫態(tài)沖擊，無合閘涌流，無電弧重燃，無需放電即可再投。
● 與系統(tǒng)連接時，不需要考慮交流系統(tǒng)相序，連接方便。
● 可并聯(lián)安裝，極易擴展容量。并機運行使用光纖通訊，通訊速度快，能夠完好的滿足實時補償?shù)囊蟆?
FGSVG系列產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于石油化工、電力系統(tǒng)、冶金、電氣化鐵路、城市建設(shè)等行業(yè)中，為各種異步電動機、變壓器、晶閘管變流器、變頻器、感應(yīng)爐、電弧爐、照明設(shè)備、電力機車、提升機、起重機、沖壓機、風(fēng)力發(fā)電機、電焊機、軋鋼機、電阻爐、石英熔煉爐等設(shè)備提供高質(zhì)量、高可靠性的無功補償?shù)慕鉀Q方案。
（1）石油、化工、礦山、碼頭、重型工業(yè)：
a穩(wěn)定供電電壓;
b給較多中低壓電機供電的變電站集中補償;
c大型電機的無功就地動態(tài)補償;
d對各類粉碎機、破碎機、球磨機進行無功集中補償;
e減少牽引傳動裝置的無功波動與諧波;
f大型起重機設(shè)備、船閘控制系統(tǒng)、鍛造設(shè)備等的集中補償;
（2）鋼鐵、冶金：
a提高功率因數(shù)降低無功損耗;
b降低電壓波動，抑制閃變，提高生產(chǎn)效率;
c濾除諧波，保障設(shè)備安全;
d平衡負序;
（3）城市配網(wǎng)及農(nóng)網(wǎng)供電:
a提高功率因數(shù)降低無功損耗;
b解決波動性負荷產(chǎn)生的電壓波動與閃變;
c穩(wěn)定受電末端電壓;
d適合對多個用戶的無功與諧波集中補償，尤其沖擊型負荷較多的場合;
(4)新能源接入:
a控制風(fēng)電、光伏發(fā)電設(shè)備電源接入點無功，防止無功倒送;
b穩(wěn)定電網(wǎng)電壓，減少發(fā)電功率波動造成的電壓波動;
c維持接入點電壓，提高低電壓穿越能力;
(5)電氣化鐵道及城市軌道交通行業(yè);
a牽引供電系統(tǒng)的無功與諧波綜合治理，改善電能質(zhì)量，提高牽引能力，節(jié)能降耗;
b平衡機車負荷產(chǎn)生的負序電流。
《光能》：未來新風(fēng)光在SVG方面的研發(fā)和市場拓展計劃？
胡順全：我們公司的SVG在現(xiàn)有產(chǎn)品電壓等級6kV、10kV、27.5kV、35kV、35kV降壓式戶內(nèi)產(chǎn)品以及以上電壓等級戶外產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，提高現(xiàn)有產(chǎn)品的功能和性能使之能夠更好的適應(yīng)現(xiàn)場，給客戶帶來更佳的用戶體驗和更高的用戶價值，繼續(xù)保持國內(nèi)同行業(yè)一流水平的地位。
