基本信息
- 項目名稱：
- 新型混合動態(tài)無功補償器
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本項目有別于常規(guī)的SVC，采用固定電容器或者電抗器串聯(lián)逆變器的結(jié)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)逆變器的輸出電壓，改變固定電容器上的電壓，實現(xiàn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)無功的目的。其無需低通濾波器，注入系統(tǒng)的諧波含量很小，電流失真度小，動態(tài)性能好，逆變器裝置容量小，且在設(shè)計容量范圍內(nèi)能精確的發(fā)出或吸收無功，將補償支路的功率因數(shù)提高到0.95 左右。
- 詳細介紹：
- 現(xiàn)配電系統(tǒng)中普遍存在的無功不足、功率因數(shù)過低等問題，由于系統(tǒng)中存在消耗無功功率的電氣設(shè)備，在配電網(wǎng)絡(luò)中,用戶消耗的無功功率約占50% ,其余的則消耗在配電網(wǎng)中。因此，為了減少無功功率在網(wǎng)絡(luò)中的輸送，在配電網(wǎng)絡(luò)中分散的負荷區(qū)進行無功就地補償，則可大大提高系統(tǒng)功率因數(shù)，減少線路損耗，降低能耗，提高設(shè)備利用率。通過分析可知，現(xiàn)有的無功補償裝置均有各自的缺點，因此在此基礎(chǔ)上提出了一種全新的動態(tài)無功補償技術(shù)，有別于常規(guī)的SVC，而是采用固定電容器或者電抗器串聯(lián)逆變器的結(jié)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)逆變器的輸出電壓，改變固定電容器上的電壓，實現(xiàn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)無功的目的。利用PSCAD仿真軟件建立仿真模型對系統(tǒng)進行仿真，對系統(tǒng)各部分提供無功曲線，補償裝置輸出的無功功率、電壓、電流波形曲線及頻譜圖進行分析可知此補償裝置無需低通濾波器，注入系統(tǒng)的諧波含量很小，電流失真度小，動態(tài)性能好，逆變器裝置容量小，且在設(shè)計容量范圍內(nèi)能精確的發(fā)出或吸收無功，將補償支路的功率因數(shù)提高到0.95 左右。通過設(shè)計和制作原理樣機并掛網(wǎng)運行，可知該無功補償裝置結(jié)構(gòu)簡單，具有一定的實用價值和可推廣性。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 本方案主要針對低壓配電系統(tǒng)中存在的無功不足、功率因數(shù)過低等問題進行分析和研究，研究對象為三相四線制的供電系統(tǒng)，可用負荷為制冷系統(tǒng)，照明系統(tǒng)等。這些負荷需要消耗大量的無功功率，如果不加無功補償裝置，必將大大降低系統(tǒng)功率因數(shù)，并且造成較大的線路損耗，增加能耗。 無功補償，就是借助于無功補償設(shè)備提供必要的無功功率，以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)降低能耗，達到節(jié)能的目的。 此方案采用全新的動態(tài)無功補償技術(shù)，有別于常規(guī)的SVC，而是采用固定電容器或者電抗器串聯(lián)逆變器的結(jié)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)逆變器的輸出電壓，改變固定電容器上的電壓，實現(xiàn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)無功的目的，該補償裝置具有動態(tài)性能好，逆變器裝置容量小等特點。
科學(xué)性、先進性
- 新型混合動態(tài)無功補償器主電路拓撲結(jié)構(gòu)，既能實現(xiàn)發(fā)出無功，也能吸收無功，且與傳統(tǒng)SVC相比不需要低通濾波器，與STATCOM相比具有器件承受電壓應(yīng)力小、工作容量小的特點，其控制策略簡單易行。 本案提出的新型無功補償裝置能自動跟蹤系統(tǒng)無功大小，動態(tài)的發(fā)出和吸收無功，具有以下特點： （1）新型SVC補償器能夠在較大范圍內(nèi)補償動態(tài)負荷無功，具有補償容量小，逆變器工作容量小，動態(tài)調(diào)節(jié)范圍寬； （2）逆變器采用高頻SPWM控制，具有輸出電壓失真度小，注入系統(tǒng)諧波電流?。? （3）仿真結(jié)果表明本裝置能夠?qū)討B(tài)負荷進行很好的補償，保證節(jié)點電壓在短時間內(nèi)得到補償，提高節(jié)點電壓穩(wěn)定性。 本方案由于減少了電網(wǎng)無功功率的輸入，在設(shè)計容量范圍能能夠精確的補償負荷無功，從而保證補償支路的功率因數(shù)接近為1，并大大減小電力系統(tǒng)傳輸線路中的損耗，提高低壓配電系統(tǒng)運行的效率和可靠性。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 第五屆“挑戰(zhàn)杯”首都大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽一等獎
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 模型、現(xiàn)場演示、圖片、錄像
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- (1)節(jié)省用戶電費開支 提高功率因數(shù)對企業(yè)的直接經(jīng)濟效益明顯，因為國家電價制度中，從合理利用有限電能出發(fā)，對不同企業(yè)的功率因數(shù)規(guī)定了要求達到的不同數(shù)值，低于規(guī)定數(shù)值，需要多收電費，高于規(guī)定數(shù)值，可相應(yīng)地減少電費?？梢?，提高功率因數(shù)對企業(yè)有著重要的經(jīng)濟意義。 (2) 提高設(shè)備的利用率 對于原有供電設(shè)備來講，在同樣有功功率下，因功率因數(shù)的提高，負荷電流減少，因此向負荷傳送功率所經(jīng)過的供配電設(shè)備都增加了功率儲備，從而滿足了負荷增長的需要;若原網(wǎng)絡(luò)已趨于過載，由于功率因數(shù)提高，輸送無功電流的減少，使系統(tǒng)不致過載運行，從而發(fā)揮原有設(shè)備的潛力；對尚處于設(shè)計階段的企業(yè)來說則能降低設(shè)備容量，減少投資費用，在一定條件下，改善后的功率因數(shù)可以使所選變壓器容量降低。因此，使用無功補償可以減少初次投資費用以及運行后的基本電費。 (3) 降低系統(tǒng)的能耗 由于負荷無功得到就地補償，提高系統(tǒng)功率因數(shù)，使得傳輸線上的電流大大減小，系統(tǒng)只需要提供有功電流而不需要提供無功電流，線損得到降低，提高傳輸效率。
同類課題研究水平概述
- 此作品是一種全新的無功補償裝置，經(jīng)驗證可知其能有效的補償或吸收系統(tǒng)無功，減小線損。目前國內(nèi)外尚未有相似的技術(shù)的研究。
