T/DZJNXX－XXXX靜止無功發(fā)生器節(jié)能技術規(guī)范本文件規(guī)定了靜止無功發(fā)生器節(jié)能技術的總體要求、節(jié)能設計、試驗方法、節(jié)能評價及運行監(jiān)測與維護。本文件適用于10kV及以上電壓等級靜止無功發(fā)生器設備在設計、制造、檢測、運行及維護等全生命周期內的節(jié)能技術管理與評價。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T14549電能質量公用電網(wǎng)諧波3術語和定義3.1靜止無功發(fā)生器staticvargenerator;SVG一種由并聯(lián)接入系統(tǒng)的電壓源換流器構成，其輸出的容性或感性無功電流連續(xù)可調且在可運行系統(tǒng)電壓范圍內與系統(tǒng)電壓無關的靜止無功功率補償裝置。3.2動態(tài)響應時間dynamicresponsetime在系統(tǒng)不過補償?shù)臈l件下，當輸入階躍控制信號后，SVG裝置輸出無功功率達到90%目標值所用的時間，且期間沒有產生過沖。3.3運行損耗operatinglossesSVG在運行過程中產生的有功功率損耗總和，包括功率器件開關與導通損耗、磁元件損耗、冷卻系統(tǒng)能耗等。3.4能效等級energyefficiencygrade基于SVG設備的自耗電率、響應時間、諧波含量等核心指標劃分的節(jié)能性能等級。4總體要求靜止無功發(fā)生器（SVG）的設計、制造與運行需遵循全生命周期能效最優(yōu)的核心原則，通過系統(tǒng)化技術實現(xiàn)高效節(jié)能與可靠運行。設備應具備模塊化架構與自適應能力，在滿足電網(wǎng)無功補償精度、動態(tài)響應速率及諧波補償能力等基本性能指標的基礎上，通過低損耗器件選型、智能控制策略、高效散熱設計及閉環(huán)能效評價體系，確保額定工況自耗電率最低，并支持多工況動態(tài)優(yōu)化。設備需兼容型2T/DZJNXX－XXXX式試驗驗證與實時運行監(jiān)測雙重機制，實現(xiàn)從設計、測試到運維的全流程能效管控，最終達成電網(wǎng)支撐能力與自身能耗平衡的系統(tǒng)級節(jié)能效益。5節(jié)能設計5.1主電路拓撲與器件選型5.1.1高效拓撲結構拓撲結構應符合下列要求：a)應采用模塊化多電平、H橋級聯(lián)等多電平逆變拓撲結構，并基于功率半導體器件（如IGBT）的特性，優(yōu)化選取開關頻率及驅動參數(shù)，以實現(xiàn)輸出電流正弦度好、開關損耗低、電磁干擾（EMI）小的綜合能效目標；b)應采用標準化、模塊化的功率單元設計，具備N+X冗余配置1，以提升系統(tǒng)可用性。單元發(fā)生故障時，系統(tǒng)可在不影響額定輸出能力的前提5.1.2低損耗器件器件選擇應符合下列要求：a)優(yōu)先選用低導通壓降、低開關損耗的IGBT模塊，其額定電流和電壓等級應留有適當裕量；b)優(yōu)先采用低損耗鐵芯材料（如納米晶、非晶態(tài)合金、優(yōu)質取向硅鋼）的磁性元件（連接電抗器、變壓器），必要時采用利茲線或多股絞合線的繞組以降低高頻渦流損耗；c)宜選用低等效串聯(lián)電阻和低等效串聯(lián)電感的類型（如金屬化聚丙烯薄膜電容器）的直流側支撐與吸收電容。額定參數(shù)應留有充分裕量，結構設計應有利于降低寄生電感、實現(xiàn)均勻散熱，并滿足相應的阻燃安全等級要求。5.2控制與策略設計5.2.1智能控制架構為最大化SVG裝置的節(jié)能效果與運行效率，控制架構應符合下列要求：a)宜采用分布式控制架構以確保系統(tǒng)的模塊化與可擴展性。采樣頻率不低于20kHz，控制周期不大于50μs?？刂萍軜嫅軐崿F(xiàn)高速、精確的無功功率調節(jié)與系統(tǒng)保護。b)應具備自適應控制功能，能夠根據(jù)電網(wǎng)阻抗特性和負載變化自動優(yōu)化控制參數(shù)，確保在各種工況下的高效穩(wěn)定運行。5.2.2高效運行模式與動態(tài)容量限額為最大化SVG裝置的節(jié)能效果與運行效率，運行模式與容量限額策略應符合下列要求：a)應支持恒無功控制（精度±1%）、恒功率因數(shù)（精度±1%）、恒電壓控制（精度±0.5%）等多種運行模式，并能根據(jù)系統(tǒng)需求自動切換；b)應具備動態(tài)容量限額功能，能夠根據(jù)實時采集的功率器件結溫、直流母線電壓等關鍵參數(shù)，動態(tài)計算并設定裝置的當前最大允許輸出容量，在確保運行安全的前提下，最大化設備利用率；c)應具備13次及以下次數(shù)諧波的補償能力，至少具備4個階次諧波同時治理能力，單次諧波補償電流輸出能力不小于IN/n（IN為裝置的額定輸出電流，n為諧波次數(shù)）；T/DZJNXX－XXXXd)不平衡補償：對于三相星形接線裝置，最大不平衡補償電流輸出能力不小于0.3IN。5.3散熱設計5.3.1高效冷卻方式冷卻方式應符合下列要求：a)對于容量≤4MVar的SVG，可采用強制風冷方式，風扇應選用高效直流無刷風機并配置智能調速功能；b)對于容量＞4MVar的SVG，應采用液冷散熱方式，冷卻系統(tǒng)應配備變頻驅動泵，根據(jù)散熱需求動態(tài)調節(jié)流量。5.3.2溫控與輔機能耗管理溫控與能耗管理應符合下列要求：a)應為冷卻系統(tǒng)（風機、水泵）配備變頻驅動和基于可編程邏輯控制器（PLC）的智能溫控策略，應能根據(jù)功率模塊溫度、SVG艙（室）環(huán)境溫度等關鍵測溫點溫度動態(tài)調節(jié)轉速來降低輔機能耗；b)應優(yōu)化散熱器流道、風道設計，減小流阻，降低水泵/風機功耗。6試驗方法6.1通用試驗條件所有試驗如無其它規(guī)定，均應在下列條件下進行：——環(huán)境溫度：25℃±2℃;——相對濕度：45%~75%，無凝露；——測試電壓：額定電壓±1%，電壓諧波畸變率不超過2%；——測試頻率：50Hz±0.1Hz。6.2關鍵性能試驗6.2.1損耗功率測量損耗功率測量應符合下列要求：a)損耗功率測量應采用直接測量法（高精度功率分析儀）與熱量法（測量冷卻介質溫升與流量）相結合的方式進行綜合測量，兩種方法的測量結果偏差應不超過5%。當偏差δ≤5%時，取平均值作為最終結果；當偏差δ>5%時，應暫停測試并對比排查兩種測量方法，直至找到并解決問題。b)各主要部件的損耗功率測量應盡可能分離，包括：換流閥損耗、電抗器損耗、變壓器損耗（若有）、冷卻系統(tǒng)功耗、控制電源功耗。6.2.2諧波畸變率測試諧波畸變率測試應符合下列要求：a)按照GB/T14549附錄D規(guī)定的試驗方法進行；b)測量時間不少于30分鐘，每1分鐘記錄一組數(shù)據(jù)；T/DZJNXX－XXXX4c)輸出電流總諧波畸變率（THDi）應<3%，且各次諧波電流含有率應不超過GB/T14549中表2規(guī)定的諧波電流允許值。6.2.3動態(tài)響應測試動態(tài)響應測試應采用階躍負載變化法，并按以下步驟執(zhí)行：a)階躍上升測試：使SVG穩(wěn)定運行于50%額定無功功率狀態(tài)，隨即輸入階躍控制信號，使其輸出目標階躍至100%額定無功功率。b)階躍下降測試：待SVG在100%額定無功功率狀態(tài)運行穩(wěn)定后，輸入階躍控制信號，使其輸出目標階躍至50%額定無功功率。c)應使用具備高速錄波功能的測量裝置，記錄從階躍信號發(fā)出至輸出無功功率達到90%目標值的完整瞬態(tài)過程。d）感性工況和容性工況下分別按a)與b)兩步進行測試，動態(tài)響應時間取所得4次響應時間的算術平均值。6.2.4能效特性曲線測試能效特性曲線測試應符合下列要求：a)能效特性曲線測試應在額定容性至額定感性無功范圍內，選取5個均勻分布的運行點（0%，25%，50%，75%，100%額定無功功率），測量各運行點的總運行損耗功率并計算各運行點的自耗電率。b)SVG自耗電率為穩(wěn)定工況下SVG的總有功損耗功率與其額定視在功率之比，以百分比表示，其中，額定自耗電率按式（2）計算：式中：λN——額定自耗電率；Ploss——額定工況下的總有功損耗功率，單位為千瓦（kW）；SN——額定視在功率，單位為千乏（kVA）。7節(jié)能評價7.1評價指標體系SVG的能效等級劃分如表1：表1SVG的能效等級劃分注：盡管本標準的能效等級依據(jù)額定工況下的數(shù)據(jù)進行判定，但測1)獲取裝置完整的能效特性，為用戶評2)為計算基于特定負載分布的加權平均損耗T/DZJNXX－XXXX7.2評價方法SVG的節(jié)能評價應基于“型式試驗基礎”與“運行數(shù)據(jù)驗證”相結合的原則：a)用于能效等級評定的自耗電率、響應時間、諧波含量等關鍵性能數(shù)據(jù)，必須來自制造商提供的、由具備資質的第三方檢測機構出具的型式試驗報告；b)為驗證設備在實際運行中的能效保持性與穩(wěn)定性，評價方應收集評價周期內連續(xù)不少于一個月的運行數(shù)據(jù)。運行數(shù)據(jù)分析應側重于：將實際運行點與型式試驗的能效特性曲線進行對比，評估性能一致性；分析設備在不同負載率下的投運情況及系統(tǒng)整體功率因數(shù)改善效果；評估其損耗水平是否存在異常上升趨勢；c)現(xiàn)場評價報告應對運行工況進行描述，并對評價結果的影響因素進行分析說明；d)綜合型式試驗與運行數(shù)據(jù)驗證結果，對SVG的能效等級進行評定或復核，評價周期不超過三年；e)當運行數(shù)據(jù)驗證結果與型式試驗基礎嚴重不符時，應啟動調查，查明原因（如設備老化、安裝問題、測量誤差或運行工況異常等）。8運行監(jiān)測與維護8.1監(jiān)測與能效分析監(jiān)測與能效分析應符合下列要求：a)SVG應內置高精度傳感器，實時監(jiān)測并記錄關鍵能效數(shù)據(jù)（如損耗、效率、關鍵點溫度）；b)應具備本地/遠程的能效趨勢分析功能，識別效率下降、損耗異常增加的時段和工況，并生成能效報表。8.2運行優(yōu)化運行優(yōu)化應符合下列要求：a)控制模式優(yōu)化：根據(jù)負荷特性、系統(tǒng)阻抗及運行需求，選擇并切換最適宜的控制模式，以實現(xiàn)裝置自身及系統(tǒng)整體的綜合能效最優(yōu)。優(yōu)化原理包括但不限于：1）模式選擇：在保證系統(tǒng)電壓合格和無功平衡的前提下，優(yōu)先采用能降低系統(tǒng)整體網(wǎng)損的控制模式。例如，對于波動性負荷，宜采用恒功率因數(shù)模式以避免過補或欠補；對于電網(wǎng)薄弱節(jié)點，經評估后可采用恒電壓模式以支撐電壓，降低上游網(wǎng)損。2）參數(shù)優(yōu)化：裝置宜具備基于內部實時損耗模型的優(yōu)化功能，在滿足外部無功指令的同時，通過微調內部電氣參數(shù)（如直流電壓），使自身運行在損耗最低的工作點。3）智能休眠：當系統(tǒng)長時間無需動態(tài)無功支撐時，裝置應能自動進入低功耗待機或休眠模式，顯著降低空載損耗。b)與固定補償設備協(xié)調：優(yōu)化SVG與