静止动态无功补偿装置在工程上的应用研究

摘要

目前，在潜在可能代替常规能源的新能源技术中，只有核能可以满足社会发展要求，具备了在经济性、资源能力等方面大规模发展的条件。从2003年开始，我国进入了核电高速增长期，随着国内众多核电项目建设的开展，核电施工电源系统的电能质量问题引起了核电工程界的普遍关注。核电施工电源系统在保证核电工程项目稳定开展的同时，也给电网带来了不可忽视的无功浪费的现象。由于核电工程建设的特点，核电施工电源系统往往采用专用220kV高压输电线路和大截面交流电缆作为配电线路，而在施工初期，由于施工现场的用电需求长时间达不到设计基准，大量电缆产生的容性无功无法消耗，产生无功倒送至电网的现象，致使功率因数为负，浪费严重，也影响到了电网的安全稳定运行，需要重点治理。另一方面，由于无功倒送问题而带来电网每月都要征收高额的力率电费，给核电建设单位带来了额外的负担。核电作为一种建设费用高、建设周期长的能源工程，合理的进行投资控制是工程建设管理的重点。因此，核电工程施工期间的无功倒送引起的力率电费问题值得工程建设者关注。
　　本文首先以红沿河核电项目为例，对核电施工电源系统进行深入分析，得出了施工电源系统的无功功率的计算模型，其次结合系统参数和实际运行数据，得出了核电施工电源系统无功到送问题产生的机理和根本原因，最后基于核电工程施工电源无功倒送问题的特殊性，提出了利用SVG（静止无功发生器）这种新的动态补偿方式，对核电工程施工电源的无功倒送问题进行治理，最后利用MATLAB仿真来进行验证。期望本课题的研究内容与结论可以为国内核电工程的设计、建设提供一定的理论参考。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题背景

1．2 选题意义

1．3 国内外现状

1．4 本课题主要研究内容

2 无功功率的概念、对系统的危害和治理

2．1 无功功率

2．1．1 无功功率的定义

2．1．2 无功功率对系统的危害

2．2 无功功率的治理

2．3 无功补偿装置简介

2．3．1 无功补偿装置的发展

2．3．2 SVG的研究现状及国内外应用实例

2．4 本章小结

3 核电施工电源系统

3．1 核电施工电源系统的组成结构

3．1．1 核电施工电源系统外部电源

3．1．2 施工电源变电系统

3．1．3 施工电源配电系统

3．2 施工电源系统的无功功率分析

3．2．1 施工电源系统功率因数的计算模型

3．2．2 施工负荷功率因数的计算模型

3．2．3 供电电缆功率因数的计算模型

3．3 核电施工电源系统的无功特性分析

3．3．1 核电施工电源系统的等效模型

3．3．2 施工电源系统无功特性的实例分析

3．4 无功倒送问题的根本原因分析

3．5 本章小结

4 核电施工电源系统无功倒送问题的治理

4．1 无功补偿装置的选择

4．1．1 SVG在工程中应用简介

4．1．2 核电施工电源系统工程背景

4．1．3 无功补偿容量的确定

4．1．4 并联补偿方案的分析与选择

4．2 SVG介绍

4．2．1 SVG主电路的原理

4．2．2 SVG的基本原理

4．2．3 SVG的控制原理

4．3 SVG系统主电路设计与元件选型

4．3．1 SVG系统总体设计

4．3．2 SVG主电路的设计

4．4 Matlab仿真分析

4．4．1 施工电源系统模型的建立

4．4．2 实施综合治理方案后的施工电源系统仿真结果分析

4．5 本章小结

结论

参考文献

附录A 220kV施工及辅助电源电气主接线图

附录B 施工配电网络接线图

附录C 10kV动态无功补偿装置电气原理图

附录D 10kV动态无功补偿装置平面布置图

致谢