SinexcelSPC可研报告.docx

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1、电能质量矫正装置（SPC）可行性探讨报告深圳市盛弘电气有限公司2014年9月目录一、项目背景11.1农村低压配电网状况概述I12与JS目相关的政策条件11.3项目实施的目的214项目推广的经济效益、社会效益2经济效益概述2经济效益分析3社会效益分析4二、国内外探讨现状5三、项目实施的技术关键和功能特点8四、项目探讨内容与实施方案94.1网研农村地区低压空电网电能质*91.2调研了解农村地区配电台区应用环境Il4. 3依据农网三相不平衡、无功、电压变更特点，结合当前DSP+CP1.D数字技术，研制出新型限制算法：145. 4示范工程建设15五.预期目标和成果形式16（一）预期目标16（二）成果形

2、式17（三）考核指标17（四）后期目标17一、项目背景1.1 农村低压配电网状况概述我国城乡居民和商业配电网中主干线供电方式为三相四线，分支线供电方式为单相供电的模式.配电变压器均采纳相变压器，低压配电网中三相负荷与单相负荷共存，但居民家庭用电是以单相负荷为主，并且在规划设计阶段已将单相负荷均衡的安排到三相系统。近年来，随着社会经济建设及农村多种经济模式的飞速发展，农村用电结构及用电垃也发生了较大变更，农村用电负荷大幅增加，小加工厂多，昼夜变更大，负荷特性困难多变，农用配变数量越来越多，三相不平衡、功率因数低、电压质量:不合格三方面问题已日益凸显,解决农村电网电能质量是农村电网规划和建设的主要

3、任务之一。1.2与项目相关的政策条件随若社会经济发展，对用电量、供电质量要求逐年提高，将来数年，国网公司对配电网投入力度还聘接若加大，“十二五”期间投资规模约为300亿元。近两年，国网公司UO千伏及以下电网投资比例已超过电网基建投资的50%,然而，要满足全社会用电的需求，还须要不断加大建设投入.提升配电网运行水平、建设智能型配电网聘成为将来电力系统重要的工作之配电网水平提升（供电牢靠性和电能质量）已经列入国网公司的考核要求。到“十二五”末,国网公司城市.配电网综合电压合格率要达到99.30%.线损率下降到6%农网综合线损率低于6.2%、综合供电电压合格率高于97.80%。与上述目标相对应的是，

4、国网公司“十二五”期间配电环节智能化投资总计近300亿元，其中配电网投资占比为15.10斩用电自动化投资占比为49%。2011年11月，国家发改委印发/电网企业实施电力需求侧管理目标货任考核方案（发改运行20112407号），明确电力需求侧管理将纳入目标贵任考核范国。为贯彻国家发改委、电监会关于&加强电力需求侧管理工作的指导看法和国家电网公司“十二五”电力营销发展规划的精神，进一步规范和完善电力负荷供电系统建设，充分发挥电力负荷供电系统在日常供电时的应大作用，保障电力有序供应，提高营销与服务现代化、科技化水平,对低质公用配电变质器客户，实现供电电能质量稳定提高的目标1.3 项目实施的目的本项目

5、立项探讨内容通过对我国农村低乐配电网电能质量的调研，针对调研中问题严峻的台区制定新型电能质量综合治理方案，定制研发治理装置并进行示范工程应用，在此基础上制定农网电能质量问题标准化解决方案并进行推广应用。本项目探讨累密结合的国家电网公司实际生产力水平和今后的发展方向，项目探讨和成果应用，对解决我国农村低压配电网因三相负荷不平衡、无功功率较大等因素引起的线路损耗增加，电能质量、平安牢彝性降低及配电设备容量利用率降低等问题具有技术推动作用，也是为贯彻并实现国家电网公司提出的建设平安牢靠、运行敏捷、节能环保、经济高效的配电网要求的详细举措.通过顼目探讨提凹凸压配网平安牢靠供电实力、电能质量和配电设备容

6、量利用率，降低配网损耗，粒定系统电压，以满足农村地区生活发展和经济增长的须要。1.4 项目推广的经济效益、社会效益经济效益概述木项目SPC安装调试完毕后，可实现对农网低压公用配电变压潜、区域性变电站输电实力的提升，满足农网节能降耗的要求：电能质室矫正装置SPC的低电压支掾功能，可以在低压配电变高负荷时期稳定供电电压，实时补偿系统中的无功功率，平衡三相电流，稳定供电电能质量，提高了供电企业的自动化水平、现代化水平、科学化水平，为客户供应更优质的服务“对用户的效益一该补偿装巴可以在用电高峰期产生的电压跌落时，提升供电电压，科定无功流淌，使电力系统因功率因数不合格或者电压波动大产生的线路输电实力下降

7、问理得到肯定的缓解，让用户对供电系统供应的电力服务满足，便于支配生产，避开拉路限电和突然停电造成经济损失。对供电的经济效益一通过SPC的安装投运提高供电质量的稳定性，同时可以降低电网的线路损耗，提高负荷率和线路利用率：由于线路损失与负荷的平方成正比，限制了峰荷，提裔了负荷率，使最大负荷下降，将能降低供电系统的损耗，累计起来，降低的线损数目是很可观的。由于峰荷的降低，负荷率的提高，可以使同样容量的供电设备多供电能，因而干脆增加供电部门的产值和利润。经济效益分析无功补偿作为电网平安、经济运行的一个重要手段，始终受到高度的重视，它对提高系统电压水平，降低线路损耗，改善系统功率因数，增加系统稳定起岩特

8、别至要的作用。无功补偿由于削减了线路上的无功流淌，稳定了电压，降损效果明显。线损率为线损电量占供电量的百分数，它是供电部门的一个重要考核指标。无功补偿对改善考核指标线损率效果明显。卜.面我们通过几个详细直观的方面进行分析：线损削般产生的经济效益分析无功补偿应遵循的原则：a在技术经济比较的基础上，询定公用配电变压涔最佳补偿方案，将配电变压器的无功损耗限制在最小范围内，将无功损耗歼灭在压入口端(包括变压器自身无功损耗、用电设备的无功损耗)。b.最大限度提高配网的功率因数，使其达到0.95以上，达到降损目的。有功或无功电能都是靠各电压等级的线路输送的，在输送电能的过程中，线路上都有有功损耗。配网的无

9、功补偿经济效益特别明显，节能降损的潜力巨大。由于无功补偿经济效益分析涉及许多内容，计算比较困难。为简化计算程序，采纳无功补偿经济当量来计算无功补偿的经济效益，即每补偿Ikvar的容性无功，相当于降低了多少kW的有功损耗。查有关资料知，各种电压等级的无功补偿经济当量和该用户补偿后的降损功率如下所示：各电压等级下的无功补偿经济当量电压等级(kV)0.3861035110经济当用(kW/kvar)0.1500.0900.0600.0170.0073注：参见无功补偿经济效益分析针对农网的低压配电变O38kV侧无动补偿经济当量取0.150(O.38kV)e若在某市农网低压侧安装补偿设备SPC5O100台

10、，I1.全部投运后相当于削减的无功总量为50100=500OkVar。由于实际的电力系统中无功需求为波动状态，月.不行能时刻处于满负荷状态,无功补偿平均系数按50%计兑1折合成补偿相对下节约的有功能量：500OkVarX50%X0.150kWkvar=375kW假设电能痂量矫正装身SpC始终投运在电力系统中，每年投运时间为：24ldX3(Wn12nVyXly=864()h电能质量矫正装置SpC系统投运后，该地区地区仔年可削减的有助损耗为：8M()h375kW=3.240.(XX)kWh即通过电能质量矫正装置SPC的运用，可以通过实时动态的无功补偿，系统地削减电力系统中无功产生的输电损耗，一年中

11、提高该地区324万度的节电实力，是节能降耗的典型应用.折旧和维护费用般电力设备的年维护费用为3%,而SPC设备维护量极少,整个系统的维护量远远小于一般电力设备。潜在经济效益增加低压电能明量矫正装置SPC后，在功率因数提高的同时能够有效地稳定电力系统的电压波动：在补偿容量足够的前提下，还带有肯定的三相不平衡补偿功能，可以减小三相不平衡带来的线路损耗和变压涔过我问题。提高系统功率因数能够提而设备利用率，增加区域输电线路的输送电实力和降低线路损耗；治理三相不平衡能使变压器不会因为不平衡而过载，削减电力设备及输配电系统的附加损耗，其潜在效益不行忽视。14.3社会效益分析动态补偿装置.在波动性负载上的应

12、用是必要的，智能型电能质地矫正装置SPC的响应速度快，能够实时跟踪系统无功变更，可以有效地起到稳定波动性负荷工作电压、提高功率因数的效果.通过动态无功补偿工程的实施，可有效提高电网运行平安性和电网电能质量，不但能避开变电站设备发生电压偏差大造成的用电设备损坏事故，还可以有效降低电网输电损耗，实现改善电能质量和节能降耗的多重目标。SPC采纳了国际先进的电力电子技术，不仅在技术上实现了节能增效，而且不会造成环境上的负面影响，是一种广义绿色装题，给可持续发展经济予以正面的主动作用，也是当前和谐社会的一种体现，具有重要社会意义。平安：SPC为电流源型设备，不随系统阻抗变更，彻底解除了系统谐振等危宙性极

13、大的院患。牢靠，SPC内部功率器件采纳模块化设计，可控电流源型，对系统参数不极感，不会发生谐振或谐波电压放大；系统级、装置级、涔件级三重爱护等。性价比高tSpC装置实现了模块化设计,安装、调试工作量小，后期基本免维护。不仅具备的损耗小等潜在的效果，针对农网运用环境，投入的SPC装置安装于现场可利用的空间内，综合性价比更高。效益商I增加电能质量矫正装置SPC后，在功率因数提高的同时可有效提高电网运行平安性，不但能避开变电站设备发生电压偏差大造成的设备损坏事故,还可以有效降低电网损耗，实现改善电能质量和节能降耗的多重目标。农网政府多年来始终大力支持电网公司的智能化电网建设，用以提而农网节能减排的实

14、际效果。在农网配电台区安装了动态无功补偿装置后，可以有效地提升低压配电变的供电实力，实现无功补偿的自动化投运，实时调整系统无功的平衡，改善和提升供电系统的科学性和先进性。尤其在全国电力系统内居民公用低压配电变首次实现动态无功补偿，具有全国性的示范意义和社会意义。二、国内外探讨现状目前农网低压配网中对无功和三相不平衡的治理目前基本都是单一的装置实现。农网中采纳的无功补偿装置主要以开关投切电容这类传统无功补偿装置为主，按开关元器件类型可分为机械式接触器投切电容装置、电子式无触点可控硅投切电容涔装置、史合开关投切电容装置，它们通过检测系统内的无功需量，然后触动开关器件投入电容器进行无功补偿。这类无功

15、补偿装置具有成本低的优势.但由于自身技术缺陷，简洁出现过补、欠补，易受电网影响，轻载时简洁造成投切震荡，这类现象会加剧农村电压不稳定状况及损坏开关元件和其他设备。当前治理农网三相不平衡的方法有匀称分布负荷、增加短路容量、电感与电容组合调整等方法，这些治理方法干脆成本很低，能取得肯定的效益，但造成了大量的人力奢侈，而且进行运行切改须要较长的停电时间，不能从根本上解决问题，也降低了供电公司的供电牢靠性，间接影响了供电公司的售电量。而由于目前市场上的稳压装置DVR与UPS价格相对昂扬,农村低用配电网电压不合格现象目前暂无相应解决方案.从上述可知，当前农网低压配网中对无功和三相不平衡问题的解决方式都是依托单一的装置实现,Jl受技术、客观性等因数的影晌，并不能取得很好的效益，而新型电能质量矫正装置SPC,不仅能补偿无功功率，消退三相不平衡，还能稳定系统电压，从性能、功能双向性上都优越于上述的治理设备或解决方法，所以在农网电能质量:治理上SPC能呈现出很强的适应性.当前国内外治理无功和三相不平衡的主流技术如下：I）晶闸管限制电抗罂（TCR）：TCR的工作原理如图2.1所示，其单相基本结构就是两个反并联的晶闸管与一个电抗器相串联，而三相多采纳三角形连接。通过限制品间管触发延迟加的大小来限制补偿器汲取无功功率的大小。由T单独的TCR只能