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2018年無功補償裝置行業分析

2019-07-31

無功補償裝置行業發展現狀 

電力系統中,除了有功功率,還有不對外做功的無功功率,它用來維持電路內的電場與磁場,在電氣設備中建立和維持磁場。無功功率有感性和容性。電力網中的變壓器和電動機根據電磁感應原理工作,電感在一個周期內吸收和釋放的功率相等,即為感性無功功率。把電容器接在交流電網中,它在一周期內上半周吸收的和下半周釋放的電功率相等,這就是容性無功功率。在同一電路中若將電感與電容并接在一起,就能進行功率補償,便能夠提高功率因數,減少電網輸送的無功電流。線路載流減少了,線損也隨之減少。

可見,無功功率補償技術對電力系統有著重要意義。對電力系統進行適當的無功功率補償,可以起到穩定電網電壓,提高功率因數,減小網絡有功功率的損耗,提高線路輸電能力,平衡三相功率的作用。

目前,無功補償技術的發展過程已經實現了從機械結構到電力電子器件的跨越,并且伴隨著電力電子器件的制造水平迅速發展。具體來說,主要經歷了從同步調相機→開關投切固定電容→靜止無功補償器(SVC)→靜止無功發生器SVG(STATCOM)的幾個不同階段。

圖表1:無功補償技術發展階段

 

資料來源:前瞻產業研究院整理

不過,我國經濟發展迅速,尤其是工業水平日益提高,大量的大型用電設備已經投入使用,對電能質量的標準越來越高,以國內現有的無功補償技術無法滿足用戶的需求,具體表現如下:

圖表2:無功補償技術現狀

 

資料來源:前瞻產業研究院整理

現階段,常用的無功補償裝置主要有發電機、同步調相機、電容器、靜止無功補償器以及無功發生器等。國內無功補償裝置中電容器占大部分比重,同步調相機則較少,而無功靜止補償器占更少的比重。

圖表3:常見的無功補償裝置

 

資料來源:前瞻產業研究院整理

總體而言,國內無功補償市場發展極其迅猛,市場規模呈現逐年增長態勢,2016年我國無功補償規模已近500億元,并呈現出三大特點,即產銷規模逐步擴大、節能減排提供機遇、受益于“中國制造”升級,未來發展可期。

圖表4:2010-2017年中國無功補償裝置市場規模(單位:億元,%)

 

資料來源:前瞻產業研究院整理

圖表5:無功補償裝置行業發展特點

 

資料來源:前瞻產業研究院整理

無功補償裝置行業未來趨勢

首先,無功補償能夠有效提高電力系統中電能的利用率,降低損耗。因此,要加強對無功補償裝置的研究,不斷提高無功補償的技術,開發研究出新型的無功補償裝置,使無功補償裝置更容易用機器準確操控,補償特性更好,能耗也更少。

其次,控制器和測試儀一體化。在城網改造中,運行單位往往需要在配電變壓器的低壓側同時加裝無功補償控制器和配電綜合測試儀,因此提出了無功補償控制器和配電綜合測試儀的一體化的問題。

第三,增強監測系統的速度與準確性。為了能快速準確地檢測系統的無功參數,提高動態響應時間,快速投切電容器,以滿足工作條件較惡劣的情況(如大的沖擊負荷或負荷波動較頻繁的場合)。隨著計算機數字控制技術和智能控制理論的發展,可以在無功補償中引入一些先進的控制方法,如模糊控制等。

第四,將無功補償技術用于高壓系統領域。目前無功補償技術還主要用于低壓系統,高壓系統由于受到晶閘管耐壓水平的限制,是通過變壓器接入的,如用于電氣化鐵道牽引變電所等。研制高壓動態無功補償的裝置則具有重要意義,關鍵問題是要解決補償裝置晶閘管和二極管的耐壓,即多個晶閘管元件串聯及均壓、觸發控制的同步性等。

第五,由單一的無功功率補償到具有濾波以及抑制諧波的功能。隨著電力電子技術的發展和電力電子產品的推廣應用,供電系統或負荷中含有大量諧波。研制開發兼有無功補償與電力濾波器雙重優點的晶閘管開關濾波器,將成為改善系統功率因數、抑制諧波、穩定系統電壓、改善電能質量的有效手段。

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