“據(jù)大致統(tǒng)計，2006、2007、2008三年我國高壓大容量無功補償產(chǎn)品市場分別達到1.07 億元、2.35 億元、4.88 億元;2009年達到20億元;2010年達到30億元以上;2011年40億元，其中靜止無功補償器(SVG，也稱STATCOM)10億元以上;2012年40億元?，F(xiàn)在這一市場仍處于增長態(tài)勢。”清華大學柔性輸配電系統(tǒng)研究所教授姜齊榮表示。
而據(jù)平安證券推測，今后幾年我國無功補償市場容量可能達到70億~140億元，電網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用將逐漸占據(jù)較大比例。
隨著電力監(jiān)管部門對用戶功率因數(shù)要求的提高和企業(yè)對電能質(zhì)量重要性認識的提升，無功補償?shù)男枨蟊怀掷m(xù)推動。自2004年市場爆發(fā)以來，我國無功補償設(shè)備市場一直處于快速上升狀態(tài)。
需求推高市場
在電能質(zhì)量治理領(lǐng)域，無功補償一直是個熱點話題。我國工業(yè)負荷電能質(zhì)量問題嚴重，動態(tài)補償要求迫切。且由于工業(yè)用戶市場比較開放，所以很多無功補償生產(chǎn)企業(yè)一進入這一領(lǐng)域就首先選擇了這一市場，可以說，該市場是推動我國無功補償發(fā)展的原動力。
據(jù)悉，典型的工業(yè)用戶市場包括鋼鐵企業(yè)、煤炭企業(yè)、電氣化鐵路、石油化工等。
由于存在大量大型沖擊性、非線性負荷，鋼鐵企業(yè)面臨著功率因數(shù)低、電壓波動與閃變、三相不平衡、諧波干擾等電能質(zhì)量難題。鋼鐵工業(yè)能耗約占全國能耗的 15%，其中電能消耗占約24%，因此鋼鐵耗電占全國總能耗的3.6%，其中大部分為沖擊性負荷，據(jù)不完全統(tǒng)計該行業(yè)擁有大中型電弧爐1700座以上，引起大量電壓波動與閃變，對電網(wǎng)的影響較大。
煤炭企業(yè)與鋼鐵企業(yè)、石油化工企業(yè)類似，也存在著沖擊性負荷多、容量大的問題。煤炭企業(yè)應(yīng)用的礦井提升機就是典型的沖擊性負荷，單機功率從數(shù)百千瓦到6000 kW，在礦井總供電負荷中占的比重較大。該機器工況變化非常大，無功變化也比較劇烈，亟需動態(tài)補償。
電氣化鐵路的建設(shè)加快也帶來不少電能質(zhì)量問題。現(xiàn)在我國客運電氣化鐵路向高速發(fā)展，純客運專線速度將達350 km/h;貨運線路向著重載發(fā)展，將開行2萬t重載列車。由此帶來的是我國電氣化鐵路供電系統(tǒng)負荷越來越大，重載貨運專線牽引變?nèi)萘吭絹碓酱?，高速列車供電臂容量可達120 MVA以上，再生制動回饋功率達40 MW以上。這使得負序電流引起的電壓不平衡和電壓波動將成為今后我國電氣化鐵路面臨的首要電能質(zhì)量問題。
同時，由于近期交流電力機車和直流電力機車將共存，因此諧波和功率因數(shù)問題仍將存在。而動態(tài)無功補償可以有效解決其存在的電壓不平衡、無功、諧波問題，該市場對相關(guān)產(chǎn)品有著比較大的需求。
除工業(yè)類客戶外，無功補償在電力、電網(wǎng)領(lǐng)域也有應(yīng)用，尤其是風電、光伏等新能源發(fā)電領(lǐng)域。在風電市場，已經(jīng)形成了TCR型SVC、MCR型SVC與SVG并存的狀態(tài)。
“大概從2012年開始，光伏市場逐漸‘火’起來。這主要因為風電項目前幾年已經(jīng)做得差不多了，2013年新上的項目又比較少。”國內(nèi)某無功補償領(lǐng)先企業(yè)銷售人員告訴記者，與風電相比，光伏市場所需要的無功補償產(chǎn)品容量較小，業(yè)主對時間要求比較高，工程比較簡單。
“電網(wǎng)重負荷中心以及高壓、特高壓輸電也需要無功補償。”姜齊榮補充說，“如，電網(wǎng)重負荷中心有大量空調(diào)和電機，為了解決暫態(tài)電壓穩(wěn)定問題，在電網(wǎng)出現(xiàn)擾動時對動態(tài)無功補償需求迫切。”
新需求顯現(xiàn)
隨著市場需求變化和技術(shù)進步，我國無功補償行業(yè)的技術(shù)發(fā)展也在不斷變化中，從調(diào)相機、固定補償電容器到SVC、SVG。目前，SVG裝置成熟度提高，開始在礦井下等惡劣環(huán)境應(yīng)用，基于SVG的綜合補償裝置也發(fā)展迅速，現(xiàn)在很多廠家把力量投入到對SVG市場的開拓中。據(jù)悉，2013年南方電網(wǎng)公司還將至少安裝 3套200 MVA SVG。
現(xiàn)在，無功補償技術(shù)正在面臨新的挑戰(zhàn)。
據(jù)姜齊榮介紹，用戶對無功補償技術(shù)提出了6點新要求。第一是設(shè)備響應(yīng)速度快，有效抑制電壓波動與閃變。其中風電場對無功補償裝置的要求是達到30 ms以下，有些特殊場合要求速度更快。第二是適應(yīng)能力強，即在各種場合與各種負荷配合下不發(fā)生諧波放大。第三是占地面積小，因為很多應(yīng)用場合場地已固定，征地困難。第四是電壓偏低與偏高時均具備較強的無功補償能力。第五是能同時治理諧波與不平衡等多種電能質(zhì)量問題，其中不平衡的處理會造成產(chǎn)品造價的提升。第六，運行節(jié)能，SVC產(chǎn)品受到詬病即因為其不節(jié)能。需求引導研發(fā)，經(jīng)此梳理，高壓大容量無功補償技術(shù)的發(fā)展趨勢躍然紙上。
除此之外，由于大電網(wǎng)建設(shè)如火如荼，也在要求無功補償產(chǎn)品電壓等級和容量的提高。
“原來的無功補償裝置主要是10 kV產(chǎn)品，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到35 kV直掛產(chǎn)品，將來會進一步提高到66 kV。因為500 kV變電站建設(shè)逐漸增多，其能應(yīng)用的直掛無功補償裝置只能是66 kV。” 姜齊榮說，“電網(wǎng)用戶肯定希望無功補償裝置的電壓等級越高越好，如果能達到110 kV就更好了。”
高壓大容量無功補償技術(shù)現(xiàn)狀
TCR型 SVC
技術(shù)比較成熟，但由于TCR會產(chǎn)生諧波，必須跟電容器、濾波器一起應(yīng)用，不能單獨運行，所以損耗大。市場比較成熟，在工業(yè)應(yīng)用中是最多的，但逐漸在被SVG所替代。
MCR型SVC
ext-indent:2em;"> 即磁閥控制電抗器。MCR是一種通過改變鐵心的磁通密度從而使得感抗值可以實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)的電抗器。近年來，通過行業(yè)研究，該技術(shù)有所突破，使其成為所有可實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)的電抗器里可靠性最高、諧波最小、損耗最小、噪聲最小的產(chǎn)品。
SVG
近幾年發(fā)展速度非?？?。關(guān)鍵技術(shù)包括主電路技術(shù)和控制技術(shù)。前者向著高壓大容量、減少諧波、減少損耗發(fā)展，鏈式結(jié)構(gòu)是主流;后者向著快速性、系統(tǒng)沖擊時不過流發(fā)展
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