中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司 山西太原 030001
摘要：降低光伏发电接入电网对电网的影响，除了合理选择光伏电场接入电网的地点和方式，增加接入点的短路容量外，改善电场的运行性能有两个基本的途径，其一是选用性能优良的新型逆变器组，满足并网逆变器输出功率因数应能在指定范围内调节的功能；其二是在现有的光伏发电技术的基础上，通过装设灵活的调节装置来改善系统的运行性能等。本文主要对常用的无功补偿技术进行分类比较，选出适合光伏发电的无功补偿方案。
关键词：无功补偿；SVC；SVG；
1.静止式动态无功补偿装置的分类
1.1 TCR-SVC型
TCR：晶闸管控制电抗器，基于TCR的SVC，具有快速抑制（响应时间10ms）电压波动，节约能源，能平滑的控制无功负荷的允许波动，负荷稳定，但由于可控硅管和电抗器处于同一相电压之下，电压高、功率大、占地面积大、可控硅管对冷却要求严格、价格高，TCR虽然可连续调整出力，但波形呈锯齿形，是一个很大的谐波源等缺点，而且还必须和FC同时运行，所以限制了它的发展。
1.2 MCR-SVC型
MCR：磁控电抗器，可控硅元件的功率和工作电压仅为电抗器额定功率和电压的0．5％左右。不需专门的冷却水，具有占地少、可靠性高、波形失真小、损耗少、无故障时间12年、维护简单、不要专门的维护人员、价格便宜等优点，但响应时间慢是其最大的缺点。
1.3 SVG型
SVG主要采用基于电压源逆变器构成无功补偿装置，通过大功率电力电子器件的高频开关实现无功能量的变换。SVG动态无功补偿可从感性到容性连续调节，响应时间快，占地面积小，安全性高。
2.动态无功补偿装置的工作原理
2.1 TCR型SVC工作原理
TCR+FC型主要由3部分构成：FC滤波器、TCR晶闸管控制电抗器和控制保护系统。通过调节晶闸管触发角的大小，控制流过电抗器的电流达到控制无功功率的目的。根据负荷无功功率的变化情况，改变电抗器的无功功率 （感性无功功率）。
可调相控电抗器（TCR）产生连续变化感性无功的基本原理：
图二TCR原理及TCR电压电流波形图
如上图所示，U为交流电压，Th1、Th2为两个反并联晶闸管，控制这两个晶闸管在一定范围内导通，则可控制电抗器流过的电流i，i和u的基本波形如图二所示，可以通过控制电抗器L上串联的两只反并联晶闸管的触发角 来控制电抗器吸收的无功功率的值。
2.2 MCR型SVC工作原理
动态无功补偿装置（SVC）能够快速响应系统无功变化，保证系统电力的稳定。MCR型采用了自耦直流励磁和极限磁饱和工作方式，不仅使所产生的谐波大大减少，而且有功损耗低，响应速度快。
磁控电抗器具有与众不同的铁心结构，主铁芯分裂为两半，在电源的一个工频周期内，晶闸管 KP1，KP2 的轮流导通起了全波整流的作用，二极管 D 起着续流作用。改变 KP1，KP2的触发角，便可改变直流控制电流的大小，在整个容量调节范围内，只有小面积的那一段饱和，其余段均处于未饱和线性状态，通过改变小截面段和中截面段磁路的饱和程度来改变电抗器的容量。当α= 170°时，半铁芯在整个时间均不饱和，电抗器磁阻很大，电感值为最大值，无功补偿容量最小；当α为一定角度时，MCR 处于极限饱和状态，其工作铁芯在一个工频周期内完全饱和，磁阻达到最小值，电感达到最小值，无功补偿容量为最大。因此通过改变晶闸管触发角，可以根据负荷变化实时调节电抗器的容量值，从而改变向系统注入的无功功率，并保持功率因数在较高值。
论文作者:许正梅 陈浩
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/4/23
标签：晶闸管论文; 电抗器论文; 功率论文; 电压论文; 波形论文; 容量论文; 装置论文; 《基层建设》2017年第35期论文;