系统频率偏差限值变化对SVC设计的影响

马耀家　郑瑱

摘 要：SVC系统频率偏差限值是一个重要参数，其变化会对SVC设计会产生重大影响。对此问题现有行业标准DL/T 1010.3—2006缺乏明确规定。通过对实际工程遇到的问题的研究，提出了修改滤波支路设计的解决方案，并建议明确规定我国500kV电力系统入网的SVC设计频率偏差的限值为±0.2Hz。

关键词：静止无功补偿； 系统频率偏差；行业标准

引言

随着科技的发展，SVC仍然处在发展完善当中，在实际工程中不断遇到各种问题。在巴西的500kV输电工程中，就遇到了系统频率偏差限值选定和调整的问题。本文立足工程实际，对此问题进行分析研究，并提出解决方案，并对相关标准提出增补建议。

1.研究背景

1.1 SVC概述

SVC作为并联可控无功功率补偿装置，通过改变其容性和感性等效阻抗来调节输出，维持或控制电力系统的电压、无功功率等参数 [1]。

國际大电网会议将SVC分为7种：机械投切电容器型（MSC）、机械投切电抗器型（MSR）、自饱和电抗器型（SR）、晶闸管控制电抗器型（TCR）、晶闸管投切电容器型（TSC）、晶闸管投切电抗器型（TSR）、自换相或电网换相器型（SCC/LCC）[1]。

1.2 SVC在500kV长距离输电工程中应用情况

在500kV长距离输电工程当中，SVC通常被安排在中继变电站/开关站，起到支撑500kV母线电压、提高输电线路的有功功率传输能力、提高系统的暂态稳定极限等作用。500kV长距离输电工程中的SVC典型设计包括如下五个部分：变压器、TCR支路、TSC支路、滤波支路、控制系统。

1.3 SVC设计参数选择依据

（1）国内依据中华人民共和国电力行业标准DL/T 1010.3—2006《高压静止无功补偿装置》，该标准共分为5个部分：系统设计、晶闸管阀的试验、控制系统、现场试验、密闭式水冷却装置。该标准参考IEEE相关标准[1]、并结合国内工程经验编写而成。

3.2滤波器偏调的方案

原始设备订货要求滤波电抗器在0～+5%连续可调。同时变压器制造过程有裕度，其出厂试验报告中阻抗变化实际范围为14.6%～15%。

考虑这两个因素，通过抽头将5 次滤波器偏调至299.4HZ，即可保证5 次滤波器退出运行后，5 次谐波畸变率最大为0.492%，在0.6%范围内。

3.3修改滤波器配置的方案

以上两种方案，均是在不改变现有系统硬件设计的基础上，通过调整控制策略限制个别工况，或者吃设备裕度来满足系统频率偏差限值增大后的5次谐波超标问题。

根据校核计算，原有5 次滤波器需要将容量增大4Mvar。实现方式有两种：一是新增一组4Mvar 5 次滤波器；二是更换现有滤波器。但进过仿真计算，发现新增一组4Mvar 5次滤波器等于增加了一条5 次谐波电流通道，大量的5 次谐波电流涌入小容量的5 次滤波支路会造成严重过流，此方案不可行。故最终采用第二个方案，采用新的滤波器支路替换了原有支路，虽然产生一定经济损失，但从根本上解决了谐波畸变率超标问题。

4.SVC系统频率偏差限值选择的探究

系统频率偏差限值是SVC系统设计的关键参数之一。在系统频率偏差限值范围内，SVC必须保证满输出容量下长期正常运行。通过上面的工程范例，看到一旦在工程实施阶段调整该参数，将不得不更换滤波支路，造成经济损失，延长调试周期，甚至影响工程按期投运。

仔细研究DL/T 1010.3—2006《高压静止无功补偿装置》，发现其引用标准之一GB/T 15945-2008 《电能质量 电力系统频率偏差》当中规定了“我国标称频率为50HZ的电力系统频率偏差的允许值为±0.2Hz；当系统容量较小时，偏差值可以放宽到±0.5Hz；用户冲击负荷引起的系统频率变动一般不得超过±0.2Hz”。 考虑DL/T 1010.3—2006当中声明“下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款”，因而该行标当中频率偏差限值应当遵守国标GB/T 15945-2008中的规定。

通过以上论证，本文认为我国500kV电力系统入网的SVC系统频率偏差限值应规定为±0.2Hz。并建议将此参数明确写进DL/T 1010.3—2006《高压静止无功补偿装置》。

5.结论

综上，系统频率偏差限值变化对SVC设计的影响主要体现在滤波支路。较为稳妥的解决方案是提高滤波容量。出现此类问题，深层次的原因是现有行业标准DL/T 1010.3—2006对此缺乏专项说明。建议明确规定我国500kV电力系统入网的SVC系统频率偏差的限值为±0.2Hz。

参考文献：

[1] DL/T 1010.3—2006.高压静止无功补偿装置[S]北京：中国电力出版社 ，2007.

[2] IEEE std 1031-2000.IEEE Guide for the functional specification of transmission static var compensators[S]IEEE， 2000.

[3] IEC PAS 62001.Guide to the specification and design evaluation of a.c. filters for HVDC systems. First edition[S]IEC 2004.

[4] GB/T 15945-2008.电能质量 电力系统频率偏差[S]北京：中国标准出版社， 2008.

作者简介：

马耀家（1982-），男，工程师，从事电力工程设计及建设管理工作

郑瑱（1983-）女，助理政工师，从事综合管理工作。