地铁再生能馈装置辅助无功补偿的可行性解析

杨慧芳

摘要：本篇文章主要解析了地铁再生能馈装置辅助无功补偿的可行性，通过研究地铁牵引变电的相关原理，研究出控制再生能馈装置形成无功功率的运行方法，以此达成牵引变电所能馈装置辅助主变电所无功补偿装置的相应功能。此方案的研究，具有一定的可行性，可以为设备运行与设备管理提供全新的实施思路，让其获得更好的发展。

关键词：地铁;再生能馈装置;无功补偿

一、地铁供电系统的无功特性

对于地铁集中式供电系统而言，其主要运行目的便是利用主变电所，将城市电网当中原有的高压电源值110kV转换成中压电源35kV，之后通过中压环网将其传送到下面的各个变电所当中。地铁供电系统无功源涉及到了中压变压器、整流器、主变压器的感性无功和电缆的容性无功。下面就为大家介绍一下各个方面的无功特点：

第一，变压器和整流器的无功特点。对于变压器和整流器而言，在其实际作业时，还会形成感性无功。变压器的无功功率涵盖了线圈的漏磁以及铁心的励磁功率。如果电压处于同一数值时，那么铁心励磁功率便被称作定值，而变压器的负荷率直接关乎到线圈的漏磁无功功率，对于产生巨大的影响。

第二，中压环网电缆无功特点。对于35kV 中压环网电缆而言，其运行时所形成的无功功率中涵盖了QL以及QC。一般环境当中，QC≥QL，也可以忽视QL。而QC 和电缆的长度呈现出正比时，并且电压与电缆长度恒定时， QC也会处于原有状态。

第三，系统无功特性。当地铁供电系统运行时，其会形成较大的负荷波动性，这也和地铁运行时所产生的用电量较大相关。由于用电负荷比较大，进而导致系感性滞后无功现象的发生，所呈现出的应补偿容性无功功率的量也会比较少。当地铁处于停运状态是，这时电缆所形成的容性无功功率会远远超出系统形成的感性无功功率，最终让供电系统的功率因数大大降低，让其状态运行也十分不佳。

二、 SVG与能馈装置的基本原理

（一）SVG 基本原理

SVG 具有实时计算、数据采集、控制等功能，可以随时随地完成对电网电能质量改变的跟踪与观察，并结合实际的变化现象展开动态化的管理，让运行负荷得到有效调节，使得谐波滤波功能也在关注的范围当中。

SVG 的基本原理便是对IGBT元器件开关的调节，以此更好的控制直流逆变的电压相位和幅值，最终形成和系统电压一致的信号，让信号进入到电力系统当中，完成无功生成的任务。这一装置也可以比作成调相电源，其能够快速的完成系统的无功检测，从而达成无功的平衡。SVG 装置主要构成内容便是逆变器，其工作原理为下图1、图2。

（二）再生能馈装置原理

当地铁在运行的过程中，每一站点的间隔运行距离都会比较短，并且地铁在运行速度上也比较快，这也导致频繁制动与启动。当地铁启动时，其会耗费大量的電能，而在制动时，其也会再次生成大量的电能。为了更好的降低制动能力的消耗，让区间隧道温度获得有效控制，那么会在牵引变电所配置地再生制动能量吸收装置。

比如，在昆明地铁某工程当中，其牵引供电系统应用的便是中亚回馈性再生制动电能逆变回馈装置，装置里面的逆变器先会和牵引变电所当中的整流器直流母线连接到一起，之后在连接到交流中压系统上面，从而达成较好的节能效果。此外，能馈装置和 SVG ，它们在主电路结构上通常相同，都是三相逆变桥组成的。如果地铁在制动的过程中，其直流电压大于相关数值时，那么便需要将PWM开启，利用它完成功率器件的控制，最终使得地铁的直流供电系统始终处于稳定的运行状态当中。

三、分布式无功补偿方案

所有供电系统其对于功率与负荷都有着严格要求，对于地铁供电系统而言也是如此。地铁供电系统，在负荷波动上比较大，且容性无功功率也比较大，这也导致其经常会发生反送无功功率的现象。对此，一定和设计出科学、完善的无功补偿方案。上面所举例的昆明地铁，其应用的方法为集中式无功补偿，需要完成对整体供电系统的补偿支持。而分析能馈装置的整体运行状况，可以得出该装置在运行的过程当中，可以独立完成有功功率、无功功率的控制。当其可以满足根本的地铁制动、牵引需求时，便要完成对中压网络的无功补偿。能馈装置当中的交流侧，其要经过变压器才能够与中压网络完成相连。由于每一个牵引变电所都基本配置了能馈装置，那么便可以使用此种方式完成对中压网络的分布式无功补偿，让其供电效果显著提升。

结束语：

总而言之，地铁在如今已经成为了人们出行的主要工具，这也使得地铁的供电系统所承受的负荷比较大，每天的工况相差也较大。对于这样的情况，就需要完成地铁再生能馈装置的无功补偿，以此达到较好的工况调节效果，补偿方案的应用凸显出价值。此外，相关人员还应了解地铁再生能馈装置的根本价值，对其应用可行性进行进一步的研究，从而让地铁运行始终处于稳定的环境当中。

参考文献：

[1]程晋然， 马天文， 杨振宇，等. 地铁再生能馈装置辅助无功补偿的可行性研究[J]. 电气技术， 2019， 20（03）：129-132.

[2]桑福环， 张海龙， 王林，等. 地铁能量回馈装置的无功补偿控制策略[J]. 城市轨道交通研究， 2016， 19（05）：117-120.

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