18禁激韩,国产成人高清在线观看视频,五月网

新風光35kV直掛式SVG裝置在光伏電站的應用

文：田利瑞,郭培彬,郭金星2017年第二期

導語：振發新能源國能民勤紅沙崗50MW光伏電站位于甘肅省武威市民勤縣，電站東南距離民勤縣約67.5公里，北距紅沙崗鎮約2.5公里，西側緊靠212省道。

1、項目概述

振發新能源國能民勤紅沙崗50MW光伏電站位于甘肅省武威市民勤縣，電站東南距離民勤縣約67.5公里，北距紅沙崗鎮約2.5公里，西側緊靠212省道。進站道路由站址2012省道向東引接，長約200m。

該光伏電站總發電容量50MWp，接入系統電壓等級35千伏，采用平板固定式組件陣列，共安裝235瓦多晶硅電池板212784塊，安裝逆變器、35千伏升壓變壓器，及相配套的繼電保護、自動裝置、光功率預測、通信、計量、計算機監控等設備。電站設計年發電量7747.4萬千瓦時。該光伏電站選用新風光電子科技股份有限公司生產的FGSVG-C12.0/35高壓動態無功補償裝置，對電站電網質量進行改善。

2、新風光FGSVG-C12.0/35高壓動態無功補償

以下對新風光FGSVG-C12.0/35高壓動態無功補償裝置做一些介紹。

2.1新風光FGSVG-C12.0/35技術指標

民勤紅沙崗50MW光伏電站無功補償裝置FGSVG-C12.0/35總容量為12Mvar，可以動態輸出12Mvar的感性或容性無功，通過對35kV目標側的無功檢測，動態補償系統無功，諧波治理，達到對電壓和功率因數的控制。

新風光FGSVG-C12.0/35技術指標如表1所示。

表1 FGSVG-C12.0/35技術參數
序號	項目	技術指標
1	額定工作電壓	35kV
2	額定容量	-12.0～+12.0Mvar
3	輸出無功范圍	感性到容性額定無功范圍內連續變化
4	響應時間	≤5ms
5	過載能力	1.2倍過載1min
6	輸出電壓總諧波畸變率（并網前）	≤5%
7	輸出電流總諧波畸變率THD	≤3%
8	系統電壓不平衡保護，整定范圍	4%～10%
9	效率	額定運行工況≥99.2%
10	運行溫度	－20℃～+40℃
11	貯存溫度	－40℃～+65℃
12	人機界面	采用中文彩色觸摸屏顯示
13	相對濕度	月平均值不大于90﹪(25℃)，無凝露
14	海拔高度	﹤1000m(高于1000m需定制)
15	地震烈度	≤8度

2.2新風光FGSVG-C12.0/35高壓動態無功補償裝置的特點

FGSVG以高可靠性、易操作、高性能為設計目標，滿足用戶對提高輸配電電網的功率因數、治理諧波、補償負序電流的迫切需要，具有以下特點：

（1）模塊化設計，安裝、調試、設定方便。

（2）動態響應速度快，響應時間≤5ms。

（3）在補償容量足夠的前提下，輸出電流諧波(THD)≤3%.

（4）多種運行模式極大的滿足用戶需求，運行模式有：恒裝置無功功率模式、恒考核點無功功率模式、恒考核點功率因數模式、恒考核點電壓模式、恒考核點無功功率模式2,目標值可實時更改。

（5）實時跟蹤負荷變化，動態連續平滑補償無功功率，提高系統的功率因數，實時治理諧波，補償負序電流，提高電網供電質量。

（6）抑制電壓閃變，改善電壓質量，穩定系統電壓。

（7）FGSVG電路參數精心設計，發熱量小，效率高，運行成本低。

（8）設備結構緊湊，占地面積小。

（9）主電路采用IGBT組成的H橋功率單元串聯結構，每組由多個相同的功率單元組成，整機輸出由PWM波形疊加而成的階梯波，逼近正弦，經輸出電抗器濾波后正弦度好。

（10）FGSVG采用冗余性設計和模塊化設計，滿足系統高可靠性的要求。

（11）功率電路模塊化設計，維護簡單，互換性好。

（12）保護功能齊全，具有過壓、欠壓、過流、光纖通訊故障、單元過熱、不均壓等保護，并能實現故障瞬間的波形錄制，便于確定故障點，易維護，運行可靠性高。

（13）人機界面友好顯示，對外通訊提供了RS485、以太網等接口，采用標準MODBUS通訊協議。除具有實時數字量及模擬量的顯示、運行歷史事件記錄、歷史曲線記錄查詢、單元狀態監控、系統信息查詢、歷史故障查詢等功能外，還具有送電后系統自檢、一鍵開停機、分時控制、示波器（AD通道強制錄波）、故障瞬間電壓/電流波形記錄等特色功能。

（14）FGSVG設計包含與FC配合使用的接口，實現定補和動補的有效結合，為用戶提供更經濟、更靈活的方案。

（15）投切時無暫態沖擊，無合閘涌流，無電弧重燃，無需放電即可再投。

（16）與系統連接時，不需要考慮交流系統相序，連接方便。

（17）可并聯安裝，極易擴展容量。并機運行使用光纖通訊，通訊速度快，能夠完好的滿足實時補償的要求。

2.3系統結構

FGSVG系列產品的主電路采用鏈式拓撲結構，模塊化的結構設計，采用星型連接，每相20功率單元串聯，星型接法的結構示意圖如圖1所示。

圖1FGSVG電氣結構示意圖

控制柜與功率柜信號通過光纖進行隔離控制，實現了高低壓的可靠隔離。FGSVG系列產品系統對結構上做出了極大的改進處理，使維護更方便。控制柜進行了嚴格的抗干擾處理，保障控制系統不受高壓主回路的影響。功率單元的改善使得功率柜占地面積更小，極大節省了用戶設備空間，減少了投資。

FGSVG系列產品主要分為三部分：控制柜、功率柜、電抗器柜。其中功率柜實現了統一設計，方便產品的擴展及穩定性。各電壓等級的裝置由控制柜、功率柜及電抗器柜（或空心電抗）組成。各柜體中主要器件及作用如表2所示。

表2 FGSVG主要器件及作用
系統結構	主要器件分類	作用
控制柜	開關器件	主回路的投切與斷開
	緩沖器件	模塊充電時的母線緩沖
	數據采集器件	開關量、模擬量采集
	控制箱	數據處理
	邏輯控制器	邏輯控制
	人機界面	對參數進行設置與顯示以及波形記錄
	二次電源系統	對電源進行處理，實現控制系統的穩定
功率柜	功率單元	根據信號級聯成特定幅值及相位的電壓
功率柜	強制風冷系統	對模塊單元強制冷卻
電抗器柜	電抗器	實現無功電壓源的并網并對電流濾波

2.3.1控制柜

主回路部分由隔離開關QS1，斷路器QF，緩沖電阻R及狀態檢測器件等多個部分組成，如圖2所示。

圖2控制柜中主回路圖

自主研發的主控箱系標準機箱，通過了GB/T17626系列國標要求的嚴格EMC（電磁兼容性）認證，又通過溫度沖擊及振動試驗的處理，具有極高的可靠性。

主控箱中控制核心由高速32位數字信號處理器DSP、大規?？删幊踢壿嬈骷﨏PLD/FPGA協同運算來實現。精心設計的算法可以保證FGSVG達到最優的運行性能?？刂破鞑捎么笠幠＜呻娐泛捅砻婧附蛹夹g，使系統具有極高的可靠性。采用國際知名品牌西門子PLC，增強了系統的靈活性。

人性化操作界面如圖3所示，柜門上安放緊急停止按鈕，方便用戶在緊急情況下操作。選用知名品牌威綸通HMI，采用世界先進的儀器設備，運用標準化作業程序執行管制，與國際標準同步，保證了其金牌品質。

圖3FGSVG人機界面

2.3.2功率柜

功率柜主要由功率單元組成，構成了FGSVG無功補償的主體。功率單元分三相安裝，每相單元20個，單元輸出波形疊加成整機輸出波形。每個功率單元都承受全部的輸出電流、1/20的相電壓、1/60的輸出功率。單元模塊工作時會產生部分熱量，由柜頂或后柜門設計的風機強制散熱。

直流電容精心選用知名品牌的薄膜電容，采用金屬化聚丙烯薄膜（德國創始普PHD型耐高溫聚丙烯基膜），為產品可靠性提供了有力保障。

每個功率單元均具有完善的保護功能（過流、過壓、過溫、驅動觸發異常、通訊異常等），控制器與功率單元之間采用光纖通訊技術，低壓部分和高壓部分完全可靠隔離，系統具有極高的安全性，同時具有很好的抗電磁干擾性能。

功率單元結構上完全一致，模塊化的結構設計，使得功率單元可以任意互換，單元的外部接口只有兩個或四個輸出端子及兩個光纖插口，這使得維護和檢修更簡單。每個單元通過IGBT逆變橋實現正弦PWM控制，可得到如圖4所示的單元輸出波形。

圖4單元輸出波形

單元鏈接后三相之間進行星型連接并通過電抗接入電網，通過對每個單元的PWM波形的疊加，可得到逼近正弦的階梯PWM波形，如圖5所示為星型連接的單相波形。

圖5單元輸出疊加后的波形圖

FGSVG系列產品采用了先進的數字化標準載波移相技術，它的特點是單元輸出的基波相疊加、諧波彼此相抵消，串聯后又經過輸出電抗器濾波，總輸出波形正弦度好，dv/dt小，諧波成分含量小，可減少對電纜的絕緣損壞，在輸出側無需再增加輸出濾波器。

2.3.3電抗器柜

FGSVG系列產品通過電抗器L接入電網，電流波形正弦度更好。電抗器平波的同時，也抑制了SVG的諧波使其輸出的電流諧波符合國家標準。電抗器柜的單獨設計利于用戶對空間的更高使用率，極大程度的緩解了空間對該設備的使用限制，一定程度上減少了用戶對設備間的投資，節省了開支。

2.4FGSVG運行方式

運行方式包含了五種：恒裝置無功功率模式、恒考核點無功功率模式、恒考核點功率因數模式、恒考核點電壓模式、恒考核點無功功率模式2。由下拉框選定，并于右側設定目標值，目標值可隨時更改，更改后可根據檢測值檢查補償效果。如表3所示，對“運行方式”進行了詳細說明。

表3 FGSVG系統運行方式
運行方式	說明
恒裝置無功功率模式	FGSVG固定發送或吸收所設定大小的無功功率。
恒考核點功率因數模式	在FGSVG補償容量范圍內對考核點以設定的功率因數（-100%～+100%）為目標進行補償。
恒考核點電壓模式	以用戶設定電壓值為目標，通過調節無功輸出從而使電網電壓穩定在設定值附近。
恒考核點無功功率模式	通過調節FGSVG的無功輸出從而使考核點無功功率穩定在設定值附近。
恒考核點無功功率模式2	該模式檢測負載側無功功率，調節FGSVG的無功功率，以使系統側無功功率為零或穩定在設定值。

為與上位機建立通訊，本裝置采用標準的MODBUS_RTU通信協議及CDT-91循環規約。FGSVG并聯運行，依托成熟的通訊模式使用光纖通訊，保證并聯運行裝置的安全、可靠運行，提升從機的跟蹤速度，實現大容量FGSVG的并網要求。

柜門人機界面還提供了裝置未上高壓時，通訊信息的遙信遙測驗證功能，方便現場調試人員對通信數據通道及數據進行測試（如圖6所示）。

圖6“四遙”測試界面

“調試項選擇”中依次選擇要調試的內容，由數據輸入框設定數值，若地址對應則上位機顯示相應數據/狀態或FGSVG接受控制信號。如圖6中選擇遙信量，則設置遙信調試數據的值對遙信量進行變化，界面中間“遙信欄”顯示目前設定的狀態，若通訊正常且上位機地址正確則正確顯示該狀態，說明調試成功。其它項做類似調試。

3、現場應用情況

民勤紅沙崗50MW光伏電站匯集升壓站的一次接線如圖7所示。

圖7光伏電站匯集升壓站的一次接線圖

光伏電站政策電價每年都在遞減，現場50兆瓦光伏電站在2013年年底建成，并在2013年12月29日開始啟動投運并網，先后進行了110千伏線路充電、110千伏刀閘斷路器等開關合斷測試、主變充電測試、35千伏側各光伏支路充電測試、FGSVG并網投入運行測試等等。

FGSVG通過安裝在110kV側的PT、CT裝置，檢測并網點的電壓、電流，可以實現恒裝置無功功率控制、恒考點電壓控制、恒考核點無功功率控制以及恒考核點功率因數控制。根據調度要求，現場采用恒考核點功率因數控制模式。FGSVG一次并網投運正常，光伏電站經過24小時的試運行之后，電站歸調，轉入正式運行，完成了元旦前并網投運的目標。滿足了光伏電站對于無功補償裝置的要求，也順利經過了驗收。

民勤紅沙崗50MW光伏電站投入SVG之后功率因數一直穩定在0.98~0.99之間，既滿足了盡量多發電的要求，又滿足了電力系統對功率因數的要求。

SVG對諧波具有濾除功能，現場投入SVG之后電網接入點電流諧波含量維持2%以下，SVG與普通的無功補償裝置相比具有極快的響應速度，FGSVG響應速度小于5ms，對于電網電壓的跌落和閃變具有一定抑制作用并網波形（如圖8所示）：