靜止無功補償器的典型代表是晶閘管投切的電容器(TSC),和晶閘管控制的電抗器(TCR)。實際應用中,將TCR與并聯(lián)電容器配合使用,根據(jù)投切電容器的元件不同,可分為TCR與固定電容器配合使用的靜止無功補償器,和TCR與斷路器投切電容器配合使用的補償器,以及TCR與TSC配合使用的無功補償器。這些組合而成的SVC的重要特性是它能連續(xù)調(diào)節(jié)補償裝置的無功功率,進行動態(tài)補償,使補償點的電壓接近維持不變,但SVC只能補償系統(tǒng)的電壓,其無功輸出與補償點節(jié)點電壓的平方成正比,當電壓降低時其補償作用會減弱。SVC的主要作用是電壓控制,采用適當?shù)目刂品绞胶螅琒VC也可以有阻尼系統(tǒng)功率振蕩和增加穩(wěn)定性等作用。目前,SVC技術已經(jīng)比較成熟,國外從60年代就已經(jīng)開始應用SVC,七十年代末開始用于輸電系統(tǒng)的電壓控制,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,不僅將靜止無功補償器,用于輸電系統(tǒng)的電壓控制,也用于配電系統(tǒng)的補償和控制,還可用于電力終端用戶的無功補償一電壓控制。
未來SVC裝置各領域的需求如下:
①電網(wǎng)建設領域
目前電網(wǎng)側SVC主要應用于35kV以上線路,在不同電壓等級下,電網(wǎng)安裝無功補償裝置與變壓器的容量比值呈現(xiàn)出電壓等級越高,比值越大的關系,安裝40%左右變壓器需要裝配SVC且SVC調(diào)節(jié)容量為變壓器容量的15%估算,電網(wǎng)側每年所需SVC的市場容量約為38億元。
目前電網(wǎng)應用比例要明顯小于企業(yè)用戶,伴隨對電網(wǎng)建設投資的不斷加大,智能電網(wǎng)的技術要求不斷提高,這也意味著電網(wǎng)領域中對SVC裝置的需求存在巨大增量空間。上圖中根據(jù)第二階段電網(wǎng)整體投資推算得出SVC市場規(guī)模,并平均分配到未來幾年,從國家電網(wǎng)的規(guī)劃結合當前實際情況來看,2013年之后或?qū)⑹鞘袌鲂枨蟠笠?guī)模爆發(fā)的集中時段。
②風電建設領域
按照國家能源局所提出的風電并網(wǎng)指標,將在2015年之前實現(xiàn)9000萬千瓦風電機組上網(wǎng),而目前我國風電裝機容量約為2000萬千瓦,這意味著未來5年中,每年平均要實現(xiàn)1400萬千瓦的風電機組實現(xiàn)上網(wǎng),目前風電所需無功補償?shù)娜萘考s占裝機容量的20%-30%,以平均為25%計算,每年風電機組所需的SVC裝置大概在350萬千乏左右。以單位價格150元/千乏計算,風電站建設方面每年市場容量大概5.25億元左右。
③電氣化鐵路
按照國家《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》,到2020年,全國鐵路運營里程將達到12萬公里,電氣化率達到60%,這意味著到2020年全國電氣化鐵路運營里程將達到7.2萬公里。通常電氣化鐵路要求每隔50公里就需要設一個變電站,截止到目前,我國電氣化鐵路里程已經(jīng)突破3萬公里,以未來十年內(nèi)建設4萬公里計算,則要同時建設800個牽引變電站,以每個變電站SVC裝置造價為250萬計算,每年市場容量在2億元。
④冶金、煤礦、化工等其他領域
伴隨我國節(jié)能減排工作的不斷深入,國家對于企業(yè)節(jié)能的要求也日益嚴格,尤其針對高耗能行業(yè),已經(jīng)下達具體減排目標,這將促使企業(yè)積極尋找減排措施,從而為SVC帶來市場空間。由于我國冶金、煤炭等行業(yè)企業(yè)數(shù)量眾多,市場基數(shù)大,保守估計每年的市場容量將不低于10億元。
在高壓靜止型動態(tài)無功補償領域,由于TCR型技術成熟度比較高,推廣早,在目前市場中占據(jù)絕大多數(shù),雖然MSVC應用要晚于TCR型SVC,但是發(fā)展速度很快,客戶的認知度已經(jīng)上升到一個較高的階段。作為SVC裝置的重要種類之一,由于MCR型SVC對風電場及特高壓輸電線路具有較強的適用性,且未來以上兩個領域?qū)⑦M入快速增長時期,未來幾年中,MCR型SVC市場規(guī)模將呈現(xiàn)出較快的發(fā)展趨勢。
根據(jù)不同領域未來對SVC裝置的需求,未來SVC市場總容量將保持在56億元左右,其中MCR型SVC將會呈現(xiàn)出較快發(fā)展的趨勢,未來幾年內(nèi)主要類型SVC市場規(guī)模見下圖:
目前我國高壓領域的市場中,TCR、MCR沒有各方面均絕對占優(yōu)的型式,用戶需結合工程具體條件適當選用。隨著技術的發(fā)展以及各種原材料、元器件比價的變化,某種型式在一定使用條件下會有相對技術經(jīng)濟優(yōu)勢。TCR優(yōu)點在于響應速度快,適用于電弧爐等要求響應時間的設備,MCR相應時間稍長,但是能夠做成超高壓直掛式,對于解決工頻過電壓是較好的方案,未來在特高壓輸電領域優(yōu)勢明顯。
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