利用双向变流装置的分布式无功补偿系统方案研究

向 往 廖 钧

(中铁二院工程集团有限责任公司,成都 610031)

目前，国内城市轨道交通工程供电系统典型无功补偿方案为：(1)中高压系统采用集中补偿方式，即在主变电所或电源开闭所设置中压无功补偿装置，中压无功补偿装置采用静止无功发生器(SVG)或SVG+并联电抗器，前者由SVG承担满足考核点电能质量要求的谐波治理和无功补偿；后者由SVG承担谐波治理和城市轨道交通工程内部中压系统的无功补偿，由并联电抗器承担外部电源线路的无功补偿；(2)在各车站、车场降压变电所的0.4 kV侧集中设置低压无功补偿装置，低压无功补偿装置通常采用有源滤波装置(APF)，承担低压配电系统中的无功补偿和谐波治理；(3)对于功率因数不高的低压用电设备，采用自备就地无功补偿装置[1-2]。

传统中压系统无功补偿方案依赖于设置在主变电所或电源开闭所中压母线的SVG，虽然能满足电力部门功率因数考核要求，但未实现中压系统无功功率的就地平衡，增加了电压损失及(有功和无功)功率损耗，节能效益不佳，且SVG的发热及噪声问题明显。

实现中压系统无功功率就地平衡的理想方法是采用分散补偿方式。分散补偿方式是针对中压系统部分节点的无功平衡，适用于负荷分散的情况，在配电网、铁路电力供配电系统应用广泛[3-4]。分散补偿方式便于实现中压系统内部无功功率的分区控制、分区平衡，减少中压供电网络线路的有功损耗和电压损失，提高供电半径，经济效益好，但对于外部电源补偿需用量较大的情况，一般不能替代集中补偿方式，且由于无功补偿装置需分散安装，增加了车站(或车场)变电所的电气和土建投资，不便于运营维护与管理。……