上海市战略性新兴产业项目可行性研究报告

上海市战略性新兴产业——

XXXXX项目

可行性研究报告

一、项目提出的背景和必要性

1、国内外产业领域现状、知识产权状况和发展趋势

高压无功补偿装置属于电力系统中一次设备，作用在于提供感性负载所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供由线路输送的无功功率，降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，而在大系统中，还起到调整电网电压，提高电网稳定性的作用。在国家大力倡导节能减排的背景下，在电力系统中利用无功补偿装置提高设备的利用率，充分利用发电机的出力而降低对石化燃料的需求是一种有效的“节能减排”手段。同时，智能电网及特高压输电线路的建设将为本行业带来巨大的发展机遇。

八十年代以前，无功补偿装置是由电力电容器厂以“散件”形式提供，客户自行组装来实现的。八十年代后，电容器制造厂开始设计、制造和提供无功补偿成套装置，并建成专业的成套车间。目前，国内电容器制造企业基本上是以提供无功补偿成套装置为主，极少以电容器散件供应。同时产品种类也不断得到丰富和提高，逐步形成了传统型、SVC、SVG等多种无功补偿装置产品同时存在的格局，并且由于各种类型的无功补偿装置各具特色，均有其适用的客户群体，多种无功补偿装置并存的局面将持续存在。

SVG是目前最先进的一种无功补偿方式，但是由于造价较高，稳定性较低等问题，考虑到我国实际国情，短期内还难以普及，目前

只适用于小范围要求较高的领域。目前应用最广泛的依然是传统型无功补偿装置和静止无功补偿装置（SVC），其中传统型无功补偿装置以高压并联无功补偿装置为主，占据80%以上的份额；静止无功补偿装置（SVC）中应用最为广泛的包括TCR型静止无功补偿装置和MCR型静止无功补偿装置，占据90%以上的份额。

伴随交流电力系统容量的扩大，电压等级的提高和输电距离的增加，我国无功补偿技术和配套设备也得到了快速的发展。尤其是并联电容器装置，目前我国单台电容器由纸浸矿物油、容量10~12kvar、重量约2kg/kvar、介质损耗3W/kvar的产品，发展到目前绝大部分已采用全膜、容量334~500kvar、重量0.2kg/kvar左右、介质损耗下降到0.2W/kvar以下，年损坏率在0.5%以下的产品，接近国际水平。另外开发了带有内熔丝的电容器和具有中国特色的高电压集合式并联电容器。电容器组的电压等级由10kV、单组容量8Mvar左右发展到大量的35~66kV电压等级、容量为40~120Mvar的电容器组，最大的单组容量已达120Mvar,产品基本满足了电力系统对无功功率的需求。

目前国内生产的高压无功补偿装置都拥有自主知识产权。

国内无功补偿技术发展趋势将呈现以下特征：

①核心器件制造技术水平升级化

作为无功补偿设备的核心器件，电力电容器的制造水平对无功补偿装置升级起到决定性作用，目前我国电力电容器的技术水平与国外先进技术还有很大差距，主要表现在介质工作场强低、比特性较低，单元容量小，外观质量差。今后将利用新进口的先进设备和国际一流的生产线，采用先进的制造工艺和质量控制手段，尽快达到或接近世界先进水平。

②产品性能先进化与稳定化

首先是可靠性，主要在电容器及配套的投切开关、串联电抗器上进行质量改进，采取有力措施降低集合式电容器的故障率，延长无故障使用周期，开发使用灵活、检修方便的可拆卸集合式电容器。实行无功补偿装置完整的成套供货也有利于设备的可靠运行。设备选型、制造和运行维护方面都应贯彻执行全国电力系统高电压专业工作网无功补偿装置专家工作组制定的《预防电容器装置事故的技术措施》。

③产品使用环境节能化与无油化

向节能和无油化方向发展，无功补偿装置具有节能功效，设备本身也应重视节能, 主要是在电容器、串联电抗器设备上降低损耗。无功补偿装置长期在满负荷下连续运行,降损带来的节能效益也是可观的。在防火、防爆要求高的场所推广采用无油化无功补偿装置以确保安全是十分必要的, 为此需采用高压自愈式干式电容器、充气集合式电容器和干式电抗器、干式放电线圈等设备。

④电压等级高压化

由于无功补偿装置电压等级的不同，补偿地的选择也有所差异，目前国外广泛采用在345 kV及以下主负荷侧补偿，而国内则以在66 kV及以下主变三次侧补偿为主。在主负荷侧补偿的优点是直接补偿、效果好，并可使主变压器结构简化、造价降低、输送功率提高。未来伴随国内无功补偿产品等级不断提高，将会逐渐向国外主负荷侧补偿方式靠拢，由此将为能够提供更高电压等级产品的重点生产企业带来更多的市场机会。

未来对智能电网的规划中，1000kV交流和±800kV级直流系统特高压电网将成为主要方向，建设长距离的超高压电网，需要大量的变电设备，而特高压输电线路对于输电设备的要求非常高，普通电力电容器不能满足需求，将会促使无功补偿装置向更高电压等级方向发展。

⑤无功补偿方式有源化

目前动态无功补偿设备主要是以SVC为主，未来的方向是向有源动态无功补偿装置（SVG）发展，不过由于SVC技术仍有进一步发展空间，目前SVC仍是世界上最为通用的动态无功补偿装置。尽管SVG（STATCOM）在构成原理、响应速度、补偿特性、双向调节以及占地面积上均比SVC优越，但受技术、经济因素的制约，SVG 在35kV电压以下方面有一定的市场，因为SVG需要变压器进行电压匹配。短时间（约10年）内，在大容量高压静止型动态无功补偿装置方面还难以取代高压并联无功补偿装置及SVC的主导地位。

2、项目实现产业化突破对产业发展的重要意义和作用

在新能源与供用电环节，由于负荷的频繁变化，需要快速地投入与切除电容器以达到无功功率的就地平衡。这就是动态无功补偿装置在现代供用电环节中的重要作用。经典的TSC动态无功补偿装置是由晶闸管来投入与切除电容器，晶闸管的响应速度是20~60毫秒，这是机械开关无法做到的。到目前为止，工业运行的晶闸管额定电压只有1500伏，所以在中高压环节实施动态无功补偿时需要多组晶闸管串联来实施，势必产生占地面积大、造价高、分组容量小、分压不均、触发不同步、故障率高等问题。

针对TSC在中高压电力系统的缺点，在前苏联科学家提出磁控电抗器原理的基础上，我国一些厂家研制了MCR型动态无功补偿装置，其基本原理是用两倍电容器容量的磁控电抗器与电容器并联，通过调控电抗器的饱和磁密度所产生的感性电流来冲减电容器的容性电流，达到无功的动态平衡。按此原理，在低负荷时磁控电抗器反而