动态无功补偿的重要性

我国电网建设和运行中，长期存在的一个问题是无功补偿容量不足和配备不合理，特别是可调节的无功容量不足，快速响应的无功调节设备更少。开关投切电容器是普遍采用的补偿措施，它不能细调且响应慢，又由于开关投切电容器产生过电压问题以及运行人员嫌开关维修麻烦不常使用开关投切，也不愿意让它投入自动控制。同步调相机响应速度慢、噪音大、损耗大，技术陈旧，也不能作为动态无功支撑的技术发展方向。近年来，随着大功率非线性负荷用户的不断增多，对电网的冲击和谐波污染呈不断上升趋势，缺乏无功调节手段造成了母线电压随运行方式的变动很大，导致电网线损增加，使得系统电压合格率不高。此外，电网的发展，系统稳定性问题越发重要。电网的动态稳定性与快速无功功率调节器性能有关，电网电压稳定性与无功功率的快速、有效提供有关。目前，电压崩溃事故仍然是世界范围内威胁电网安全稳定运行的最大隐患之一，而我国互联电网已经进入了大电网、大机组时代，在大区互联电网的发展过程中，仍要从规划、运行各个层面研究电压和无功控制技术，以避免发生恶性的连锁性崩溃事故。见图2-15。

随着互联电网的发展，我国跨区域的长距离集中送电的交流输电通道或交直流并联输电通道越来越多，特高压电网建设加快，大事故扰动下电网的动态无功支持能力不仅成为互联电网送电能力的重要约束，而且能够影响到联网系统的电压稳定水平和电压安全裕度。省级电网形成以500kV电压等级为主网架结构，220kV电压等级以下电网分片运行的格局，随着节能减排的要求不断提升，将形成特高压主干电网，无功的分层分区平衡和省级电网的无功规划问题需要根据电网发展的特点综合考虑。部分经济发达地区负荷增长较快，形成了负荷密度大，外受电力比重大的受端负荷中心，动态无功备用相对不足。我国大型负荷中心，如京津唐地区、长江三角洲及珠江三角洲地区，存在的主要问题如下：

图2-15　动态无功补偿

（1）负荷中心有功热备用相对减少（电厂少），使得动态无功支撑日益不足。

（2）原有调相机由于维护不便及扰民等各种原因逐渐退出运行。(www.xing528.com)

（3）负荷中心的空调等突增负荷所占比例越来越大，部分地区达50%以上。

（4）常规电容补偿装置不能适应突增负荷需要，且大量利用并联电容器组进行无功补偿，使系统在电压稳定性上显得很脆弱。

（5）随着大量电力电子技术的应用，恒定功率负荷递增，不利于电压的恢复。

（6）这样的电网一旦受到系统干扰，很容易出现动态无功储备不足，从而引起电压稳定问题。

从稳态角度考虑，电网无功功率控制是控制电压和有功潮流的核心；从动态角度考虑，合理选择SVCs的安装地点可以改进系统故障期间和故障后安全稳定的边界。在一个输电线路中间点补偿可以加大线路的输送极限能力，理论上可以提高线路输送容量达2倍；在负载侧动态补偿不仅可以稳定受端电压，而且可以增加原有输电线路的输送能力达50%。因此，采用静止型动态无功补偿技术是解决以上这些问题的最有效措施之一，对联络线附近站点或通道中重要的枢纽站点、振荡中心位置站点增加SVC等静止性动态无功补偿设备，一方面可以抑制电压波动，改善电能质量，另一方面对系统的阻尼特性也有一定程度的改善；受端负荷中心装设静止无功补偿可以提高受端电网的动态无功备用水平，提高受电能力，并增强抵御大事故的能力。