產品與解決方案/PRODUCT AND SOLUTIONS
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解決方案
新風光低壓SVG裝置在焦化廠配電系統中的應用
1前言
隨著國民經濟的迅速發展，用電負荷的急劇增加，電網的運行質量日益受到重視。目前煤礦及有關企業無功補償裝置無功功率不能連續調節，使0.4kV配電系統經常處在欠補償或過補償狀態，還有國家電網正在積極推進農網改造，改造內容主要涉及變壓器、電纜擴容以及電能質量治理等方面，國家越來越重視電網質量的治理，消除諧波，提高功率因數，建設智能電網，低壓SVG產品符合國家節能減排的號召。
2 現場用戶情況
焦化廠在配電系統中，有沖擊性負載和穩定非線性負載，工作時工作電流嚴重畸變，穩定性負載一般產生5次、7次、9次、11次、13次諧波，而沖擊性負載的諧波含量較為豐富，主要諧波為2次~7次，其中3次諧波含量最大,而各種控制電路、儀器、儀表對諧波比較敏感，諧波的大小將直接影響到生產效率和產品的質量。由于焦化生產本身的特殊性，日趨復雜、惡劣的用電環境給生產帶來了嚴重的影響。
焦化廠領導為了治理諧波，凈化電網環境，提高功率因數，保證焦化廠正常生產，選用了新風光電子科技股份有限公司生產的0.4kV/300kvar SVG（型號FGSVG-L300/0.4-4R）低壓動態無功補償裝置，對電網質量進行改善。
2 新風光FGSVG-L300/0.4-4R低壓動態無功補償
以下對新風光FGSVG-L300/0.4-4R高壓動態無功補償裝置做一些介紹。
2.1 新風光FGSVG-L300/0.4-4R技術指標
新風光FGSVG-L300/0.4-4R可以動態輸出300kvar的感性或容性無功，通過對電網側的無功檢測，動態補償系統無功，諧波治理，達到對電壓和功率因數的控制。
新風光FGSVG-L300/0.4-4R技術指標如表1所示。
表1 FGSVG-L300/0.4-4R技術參數 | ||
序號 | 項目 | 技術指標 |
1 | 額定工作電壓 | 0.4kV |
2 | 額定容量 | -300.0～+300.0 kvar |
3 | 輸出無功范圍 | 感性到容性額定無功范圍內連續變化 |
4 | 有效響應時間 | 瞬時響應時間小于100us，全響應時間小于10ms |
5 | 輸出電流諧波(THD) | ≤3%. |
6 | 過載能力 | 1.2倍過載1min |
7 | 產品功能 | 補償無功功率、治理諧波、平衡負序電流、抑制電壓閃變 |
8 | 效率 | 額定運行工況≥97% |
9 | 通信接口 | RS485、以太網 |
10 | 通信協議 | Modbus_RTU、IEC60870-5-104 |
11 | 保護功能 | 交流過電壓保護、直流過電壓保護、溫度保護、裝置短路保護、裝置過載保護（限定于額定功率） |
12 | 運行溫度 | －20℃～+40℃ |
13 | 貯存溫度 | －40℃～+65℃ |
2.2 新風光FGSVG-L300/0.4-4R高壓動態無功補償裝置的特點
FGSVG以高可靠性、易操作、高性能為設計目標，滿足用戶對提高輸配電電網的功率因數、治理諧波、補償負序電流的迫切需要，具有以下特點：
（1）模塊化設計，安裝、調試、設定方便。
（2）動態響應速度快，響應時間≤10ms。
（3）輸出電流諧波(THD)≤3%.
（4）多種運行模式極大的滿足用戶需求，可實現無功控制，也可實現電壓穩定控制。
（5）實時跟蹤負荷變化，動態連續平滑補償無功功率，提高系統的功率因數，實時治理諧波，補償負序電流，提高電網供電質量。
（6）抑制電壓閃變，改善電壓質量，穩定系統電壓。
（7）FGSVG電路參數精心設計，發熱量小，效率高，運行成本低。
（8）設備結構緊湊，占地面積小。
（9）具備擴展功能，可實現SVG+FC聯合控制功能，智能控制FC或者電容器投切，不需再加額外控制器。
（10）具備故障自動復位功能，實現無人值守監控。
（11）開停機無暫態沖擊，無合閘涌流，無功變化迅速平滑。
（12）保護功能齊全，具有過壓、欠壓、過流、光纖通訊故障、單元過熱、不均壓等保護，并能實現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。
（13）可并聯安裝，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的要求。
（14）人機界面友好顯示，對外通訊提供了RS485、以太網等接口，采用標準MODBUS通訊協議。除具有實時數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、單元狀態監控、系統信息查詢、歷史故障查詢等功能外，還具有送電后系統自檢、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。具備GPRS遠程無線監控功能。
（15）與系統連接時，不需要考慮交流系統相序，連接方便。
2.3系統結構
FGSVG-L300/0.4-4R動態無功補償和諧波裝置的主電路為三相四線制結構，機架式采用多個單元并聯，見圖1所示。
圖1三相四線制的系統結構框圖
FGSVG系列低壓動態無功補償和諧波裝置主要由控制面板、儲能電容、電抗器、IGBT逆變、熔斷器等器件組成。主回路、LCL濾波、IGBT逆變多分布在電路板上。
2.4工作原理
圖2 工作原理示意圖
FGSVG系列產品基本原理就是利用可關斷的電力電子器件（IGBT）組成自換相橋式電路，通過變壓器或者電抗器并聯到電網上，適當地調節橋式電路交流側輸出電壓的幅值和相位，或者直接控制其交流側電流，使該電路吸收或者發出滿足要求的無功電流，實現動態無功補償的目的，如表2所示。
表2運行模式原理表
3現場應用情況
該焦化廠在改造前，經測試，該配電系統存在大量諧波且電流波形已嚴重失真，見圖3和圖4。
圖3 諧波電流
圖4 電流波形失真
新風光FGSVG-L300/0.4-4R設備現場運行如圖5所示。本產品不但可以治理諧波還能補償無功功率。
圖5 新風光產品在客戶現場運行
本產品已于2016年7月27日成功并網，至今運行正常，用戶功率因數已由0.88提高至0.95，電價已由罰款1%變為獎勵0.75%，經濟效益顯著。
改造后，測試電網質量，THDi已下降至2.6%，且電流波形質量已明顯改善，如圖6、圖7所示。
圖6 使用FGSVG后的諧波
圖7 使用FGSVG后的電流波形
4結論
新風光FGSVG-L300/0.4-4R設備投入一次性投入運行，產品性能穩定可靠，用戶非常滿意，不但解決用戶改善電網質量，提高功率因數，而且使電費由罰款變為獎勵，經濟效益非常明顯，新風光低壓SVG產品滿足了低壓配電系統中諧波和無功補償的要求，具有廣闊的應用前景。
