高壓動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置的作用及市場(chǎng)狀況分析

高壓動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償發(fā)生裝置，即靜止同步補(bǔ)償器，又名靜止無(wú)功發(fā)生器。由于其開關(guān)器件為IGBT，所以其動(dòng)態(tài)補(bǔ)償效果是早期的同步調(diào)相機(jī)、電容器和無(wú)功補(bǔ)償裝置不能比擬的，無(wú)功補(bǔ)償裝置以其較低諧波，較高的效率，較快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，成為現(xiàn)代柔性交流輸電系統(tǒng)中的重要設(shè)備。 
該裝置主要用來(lái)補(bǔ)償電網(wǎng)中頻繁波動(dòng)的無(wú)功功率，抑制電網(wǎng)閃變和諧波，提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，改善高壓配電網(wǎng)的供電質(zhì)量和使用效率，進(jìn)而降低網(wǎng)絡(luò)損耗，有利于延長(zhǎng)輸電線路的使用壽命。 
目前各種無(wú)功和諧波補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備中，用于抑制諧波、補(bǔ)償無(wú)功的方法主要有兩類：一類是裝設(shè)諧波無(wú)功補(bǔ)償裝置;另一類是對(duì)電力電子裝置本身進(jìn)行改造，使其在實(shí)現(xiàn)自身功能的同時(shí)不產(chǎn)生諧波，也不消耗無(wú)功，或者根據(jù)需要對(duì)其進(jìn)行功率因數(shù)校正。 
配電網(wǎng)高壓無(wú)功補(bǔ)償與諧波治理裝置研發(fā)成功，并投入批量生產(chǎn)，可帶來(lái)較大的社會(huì)效益，目前我國(guó)配電網(wǎng)中普遍存在著無(wú)功補(bǔ)償不足、布置不合理的情況，存在著城鄉(xiāng)電網(wǎng)與區(qū)域電網(wǎng)電容器容量倒置現(xiàn)象。10KV電壓等級(jí)以上的配電電網(wǎng)用戶無(wú)功需求量很大，有效合理的使用無(wú)功補(bǔ)償與諧波治理裝置，對(duì)配電網(wǎng)中的無(wú)功和諧波進(jìn)行補(bǔ)償，不僅可以達(dá)到節(jié)能降耗的目的，還可以減少用電裝置的損害及由諧波引起的事故。 
傳統(tǒng)的補(bǔ)償諧波和無(wú)功電流的另一種方法是裝設(shè)無(wú)源濾波器，通常由電力電容器、電抗器和電阻器串并聯(lián)組合而成，該方法既可補(bǔ)償諧波，又可補(bǔ)償無(wú)功功率。目前我國(guó)常用的無(wú)功調(diào)節(jié)設(shè)備仍為機(jī)械式并聯(lián)電抗器、投切電容器，這些靜止型調(diào)壓手段，因調(diào)節(jié)不連續(xù)、響應(yīng)速度慢，很難滿足系統(tǒng)運(yùn)行方式快速變化時(shí)的需求。而另一種調(diào)壓裝置SVC，響應(yīng)速度很快，但由于呈恒阻抗特性，使得在電壓低時(shí)，無(wú)法提供所需的無(wú)功支持，因此應(yīng)付突發(fā)事件的能力較弱，并且為了抑制諧波，必須裝設(shè)濾波器，占地面積較大，此外，過(guò)多的SVC裝置容易引發(fā)系統(tǒng)振蕩。相比之下，新型無(wú)功補(bǔ)償裝置STATCOM則是較為有效的調(diào)壓手段，它的無(wú)功電流輸出可在很大電壓變化范圍內(nèi)恒定，在電壓低時(shí)仍能提供較強(qiáng)的無(wú)功支撐，并且可從感性到容性全范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。 
自從美國(guó)學(xué)者L.Gyugyi在1976年提出利用半導(dǎo)體變流器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)睦碚撘詠?lái)，世界各國(guó)的專家對(duì)大功率新型靜止同步補(bǔ)償器(StaticSynchronousCompensatorSTATCOM)的理論與工程應(yīng)用研究方興未艾。 
日本關(guān)西電力公司與三菱電機(jī)公司共同研制并于1980年1月投運(yùn)了世界上首臺(tái)容量為20MVar的STATCOM樣機(jī)。1986年10月，由美國(guó)國(guó)家電力研究院(EPRI)和西屋公司研制世界上首臺(tái)采用大功率GTO作為逆變器元件的的±1MVar的STATCOM裝置投入運(yùn)行。之后，日本關(guān)西電力公司與三菱電機(jī)公司又采用GTO研制了±80MVar的STATCOM裝置于1991年投運(yùn)。美國(guó)EPRI與田納西電力局、西屋電氣公司合作，在TVA電力系統(tǒng)的Sullivan500KV變電站建造了±100MVar的STATCOM裝置，于1993年10月投運(yùn)。1993年3月東京電力分別與東芝公司和日立公司開發(fā)的2臺(tái)50MVA的STATCOM裝置，在東京所屬新信濃變電所投入使用。1997年，德國(guó)西門子公司將開發(fā)研制的8MVar的STATCOM裝置安裝在丹麥的RejsbyHede風(fēng)場(chǎng)。在我國(guó)，華北電力學(xué)院曾研制出強(qiáng)迫換相的可控硅元件無(wú)功發(fā)生器實(shí)驗(yàn)裝置，東北電力學(xué)院研制了GTO器件的STATCOM實(shí)驗(yàn)裝置，1999年3月，由河南省電力局和清華大學(xué)共同研制的±20MVar的STATCOM在河南洛陽(yáng)的朝陽(yáng)變電站并網(wǎng)成功，這是國(guó)內(nèi)首臺(tái)投入應(yīng)用的大容量柔性交流輸電裝置。后來(lái)在上海西郊變±50MVar的STATCOM成功運(yùn)行。不過(guò)，目前STATCOM的工程應(yīng)用方案主要用來(lái)補(bǔ)償系統(tǒng)無(wú)功并帶有試驗(yàn)的性質(zhì)，距離大范圍普遍應(yīng)用還有很長(zhǎng)的一段距離。 
未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，應(yīng)該是制造不僅能夠治理電網(wǎng)中的諧波，同時(shí)也能補(bǔ)償無(wú)功的綜合性配電設(shè)備。