FC+MCR型SVC動態無功補償裝置運行分析及應用發展

蔣民鎖

（國網甘肅省電力公司電力科學研究院,蘭州 730000）

FC+MCR型SVC動態無功補償裝置運行分析及應用發展

蔣民鎖

（國網甘肅省電力公司電力科學研究院,蘭州 730000）

隨著電力變電站電容器受投切受負荷變化，存在過補償、欠補償實際情況，母線電壓波動，經濟運行方式不易控制等問題。本文介紹某供電公司冶金路110kV變電站安裝MCR磁控電抗器,組成FC(傳統固定容量無功補償裝置)+MCR型SVC動態無功補償裝置后無功電壓控制的運行分析，并就磁控電抗器設備的應用發展提出建議。

電力系統；磁控電抗器；無功補償；MCR

1 前言

變電站無功補償的建設分為兩類：一是規劃初期即充分考慮負荷發展，一次性建設足量無功補償設備；二是對已運行變電站不同電壓等級實際負荷發展過程中補充無功補償裝置。近幾年，變電站無功建設多以固定容量補償為主，補償效果并不理想，特別是一些高耗能、高污染電力用戶極易受國家政策、經濟環境影響出現大幅度的負荷波動，不可避免出現過補償、欠補償現象，母線電壓波動劇烈，無功補償裝置開關動作頻繁，狀態化評價不易，經濟運行水平較低。

2 變電站FC+MCR型SVC裝置運行分析

變電站加裝MCR磁控電抗器后，組成FC+MCR型SVC裝置（一般簡稱MSVC）。MSVC由固定電容器組和磁控電抗器并聯而成，既可輸出感性無功電流，又可輸出容性無功電流。MSVC在變電站負荷無功功率突變時，能夠快速響應負荷無功變化，輸出系統需要的無功補償電流，以維持電網電壓穩定。由于MSVC輸出無功平滑連續可調，輸出電流無諧波，閉環控制迅速，可以有效解決系統無功功率過補或欠補的情況，有效提升母線供電質量。同時因MSVC具有可靠性高、性價比優、占地小、操作維護簡單、無功功率平滑輸出、控制精度高以及抗電磁干擾能力強等特點，成為目前建設SVC靜止無功功率補償裝置的重要選擇。

冶金路110kV變電站2003年投運，10kVⅠ、Ⅱ段母線各帶一組3000kvar電容器，共計6000kvar，低壓側運行方式為并聯。2011年5月，冶金路變安裝完成并調試投運一臺3000kvar的MCR磁控電抗器，與電容器組一、電容器組二共同組成FC+MCR型SVC動態無功補償裝置，實現了自動平滑調節母線無功容量和母線電壓功能。

該磁控電抗器控制器是全數字控制系統。控制器根據模擬量測量數據計算出被測系統當前的無功量和應該補償的無功量，通過算法計算出應該輸出的控制角度，由控制器發出脈沖觸發信號，信號以光信號的方式通過光纜傳輸到電抗器的本體上并轉換為電信號，輸出到電抗器上的電力電子電路，通過控制電力電子器件的導通角度，控制可控電抗器內部的磁通量，從而改變電抗器的電抗值，達到控制輸出無功的大小。系統控制原理示意如圖所示。

控制策略可選擇多控制模式、多運行模式。多控制模式指的是：控制器具備功率因數、無功功率、電壓曲線三種可選控制模式；多運行模式指的是：控制器支持多主變并列運行、分列運行、檢修運行三種狀態。

3 FC+MCR型SVC裝置應用分析

根據變電站實際運行情況，采用了無功功率控制，兩主變并列運行模式，運行后對無功電壓控制效果良好。

（1）有效控制無功電量反送，控制精度高，優化了區域無功潮流。

（2）根據配置容量，通過無功量或功率因數控制策略，可以在0.95～1.0之間任意控制，提高變電站主變功率因數。

（3）實現了無功潮流優化后，變電站VQC裝置僅對主網電壓突變時實施主變分接開關和電容器開關控制，電容器開關僅動作了一次，主變分接開關未動作，有效降低了主變分接開關及電容器開關動作次數，提高了變電設備運行可靠性。

（4）變電站無功電量趨于平衡，母線電壓趨于平穩，電壓合格率提升了0.2～0.3個百分點，提高了變電站低壓側母線供電質量。

（5）功率因數提高的同時提升了變電設備有功輸送能力。

4 結束語

MCR磁控電抗器統運行功耗約為同容量電容器3倍，若采用銅線圈磁控電抗器代替目前的鋁線圈，初期資金投入雖有所增加，但相比其他SVC動態無功補償裝置，其輸出諧波小、功耗低、免維護、結構簡單、可靠性高、價格低、占地面積小等顯著優點，可作為當前理想的動態無功補償和電壓調節設備。我國西部地區風電場、光伏發電站以及高耗能用戶較多，其發電、用電負荷劇烈變化，極易造成所聯接電網無功潮流與電壓質量的變化，新增MCR磁控電抗器組成FC+MCR型SVC動態無功補償裝置或規劃建設FC+MCR型SVC裝置非常有必要，并且隨著變電站之間光纖網絡的不斷完善，甚至組成區域無功電壓控制網都將成為現實，從而大幅度提升變電站母線無功電壓運行水平，優化區域電網無功潮流，實現電網經濟、安全運行。

[1]劉滌塵,陳伯超.新型可控電抗器在電網中的應用與選型分析.電網技術.1999（05）：52-54.

[2]陳振虎,梁繼勇,黃祥偉.基于磁控電抗器的電力系統動態無功補償裝置的設計及應用.電網技術,2005(07)：43.

蔣民鎖（1973-），男，陜西大荔人，電力工程技術高級工程師，研究方向：分布式電源項目并網服務管理。