2024年3月27日发(作者：桓萦心)
35kV动态无功补偿装置（SVG）冷却方式技术改造
尚衍超
国投江苏新能源有限公司
一、总体介绍
调研电网公司了解，随着电网考核制度完善和加强，为实现“双碳”目标，高耗能产
业面临限产、限电，新能源企业面临着严峻考验。近期江苏电网重新修订统调发电机组考
核管理方法中第33条“加强对AVC投运与调差能力的考核”。响水电站主要考虑通过
SVG水冷方式改造，大幅度提高设备稳定性，减少电网公司两个细则的考核，减少维护成
本，对不满足要求进行改造。
二、案例背景
响水恒能永能太阳能发电有限公司于2014年12月25日并网发电，装机规模
120MW。响水光伏电站安装1套35kV 24Mvar户内风冷直挂SVG成套设备，由思源清
能电子有限公司生产，型号为QNSVG-24/35。电站自投运发电以来，已连续运行8年，
电站所处地理东部沿海及化工厂边缘，环境湿度及盐碱度较大，SVG设备受恶劣环境导致
大量电路板老化严重，设备故障率较高。
三、问题分析
（一）电网考核
电网公司因SVG故障造成对电网无功调节不足导致的电压不合格率考核，AVC调节能
力不满足电网要求被考核，影响电站在江苏省两个细则执行情况的评比排名。
（二）设备安全
SVG设备老化造成设备绝缘性能下降，长期运行可能会导致电气设备发生火灾风险，
威胁其他设备安全与运维人员安全。
（三）运维投入
SVG设备老化造成AVC调节能力大幅度下降，调峰调压、调峰度夏期间以及重大节假
日，运维人员需花费更多时间和精力对设备全方面维护检修，花费较大的人力和财力及物
力，对电站安全稳定运行造成一定影响。
（四）设备故障
自2021年4月7日SVG设备故障跳闸23次，停机时长2800h，故障原因主要为模
块过温跳闸及模块通讯及驱动故障跳闸。
（五）解决方案
响水电站主要考虑通过SVG水冷方式改造，大幅度提高设备稳定性，减少电网公司两
个细则的考核，减少维护成本，对不满足要求进行改造，提出以下两种解决方案：
1.根据现场实际运行需求，原有35kV户外风冷直挂SVG成套设备户外隔离开关、启
动装置（包括启动开关和启动电阻）、避雷器、连接电抗器、隔离开关至开关柜一次电缆
和二次电缆、围栏可利旧；交直流屏、后台、采样、开关柜位置等至控制柜二次电缆可利
旧，但是考虑水冷与风冷结构差异，同时考虑距离偏差需增加转接端子箱及续接二次电缆。
其余设备需全部更换。
2.原SVG设备厂家，依旧采用风冷散热形式进行技改。考虑到现场运行的原SVG设备
采用风冷散热形式且运行7年时间，部分SVG内部模块设备已达到使用损耗报废标准，需
要将原设备SVG的模块全部换新。
（一）水冷优点
（1）冷却方式良好：可调，按水温调整。
（2）密闭性完整：可以完全密闭。
（3）冷却效果好：受环境影响小，冷却效果好，设备寿命长。
（4）环境适应性好：设备几乎不受凝露、盐雾、风沙、盐碱和暴雪（5）等恶劣环境
影响，工作稳定。
（6）设备维护可靠：冷却设备维护工作量小，维护周期为1～2年。
（7）可靠性密闭清洁：设计运行条件可以良好得以保证。
（8）热容性热容较大，断水1分钟内不会造成设备过温失效。
（9）运行噪音小，在60dB以下。
（10）运行损耗平均运行损耗小。
（11）技术要求水冷设备系统复杂，对技术要求高。
四、工作过程及措施对策
改造方案提供的水冷系统，技术先进、运行稳定、性能优异。水冷系统相比传统的风
冷方式，具有高功率密度、安全裕量大、环境适应能力强和噪音小等突出优点，是目前大
功率电力电子设备SVG首选的冷却方式。
水冷方案的描述如下：
水冷系统的内循环为水冷环路，外循环为风冷方式，如下图所示。IGBT产生的热量通
过水冷散热器传递到循环水流中，热水汇流至主出水管在水泵的压力作用下，流经安装在
设备外部的水-空热交换器，经铜管和翅片将热量进一步传递给外部风冷系统，同时水流降
温后回流至主进水管。整套水冷系统是自循环系统，因此提高设备的防尘能力和环境适应
性，从而大大提高可靠性。
（1）水冷散热方案描述
将SVG室全密封，设备发出95%的热量均通过水热交换器带走，其余5%由空调散热。
（2）水冷散热方案特点
设备与外界隔绝，因此可以适应各种恶劣环境。
在施工阶段时间安排上分为四个阶段：土建施工；配电设备施工；电缆铺设及SVG安
装、系统调试收尾交工。按子系统进行调试，按子系统进行竣工交接验收。
A）土方
A-1 开挖：土方开挖采用机械开挖，沟槽挖好后及时埋管，待工程师验收合格后及时
回填。
A-2 土方回填：土方回填前将填土部位的垃圾及杂物等清理干净，回填土分层铺摊，
每层铺土厚度控制在180 mm 内，采用人工夯实，每层夯三遍，一夯压半夯，夯夯相连，
行行相连，纵横交叉，并加强对边缘部位的夯实。
B ）电缆铺设
准备工作→直埋电缆敷设；电缆沿支架、桥架敷设→铺砂盖砖→回填土→埋标桩→水
平敷设→垂直敷设→挂标志牌→管口防水处理→剥麻刷油→挂标志牌。
C ）系统调试及试车
为确保系统安全投入运行和保护装置及自动控制线路的可靠工作，除单体元件调试外，
还必须进行各种保护装置及自控系统的全面调试工作。调试人员应在调试前，熟悉各种保
护装置和自控线路的动作原理图，同时还要了解安装总体布置，对整个的变配电系统布置
格局、设计意图和有关继电保护动作整定值。
（1）一般性检查。
（2）用 500V 摇表测取二次回路的绝缘电阻。测量前将二次回路接地点及不能承受摇
表电压的元件拆除。
（3）进行变配电系统各种继电保护装置的系统调试，进行整组试验。
（4）模拟试运行。
（5）带电试运行。
（6）空载试运行。
（7）负载试运行。
五、结果分析
1、满足省电力公司“两个细则”运行管理相关要求，减少因设备原因造成的“两个细
则”考核风险。
2、通过对现SVG室空余位置改造，可实现专列的备品备件间用于存放电力安全生产
需要的物资，同步实现标准化管理。
3、减少故障损失电量和维修成本。
六、启示与点评
响水恒能永能光伏电站于2020年5月收购以来，自2014年并网以来，已运行8年有
余，随着江苏省电网公司对SVG设备性能要求逐渐提高和考核力度的加大，针对电站老旧
设备需要重新评估运行能力，针对高故障率、缺陷多的设备进行技术改造，可提高设备稳
定性，提升电站收益和发电量。对于项目公司和运维团队来说，提前预警此类风险，一是
避免了设备运行不稳定带来的人力、物力的投资，二是消除了设备安全隐患，避免站内设
备存在较大缺陷，三是针对其他设备开展排查，邀请厂家到站，对设备运行状况进行评估
消缺。
2024年3月27日发(作者：桓萦心)
35kV动态无功补偿装置（SVG）冷却方式技术改造
尚衍超
国投江苏新能源有限公司
一、总体介绍
调研电网公司了解，随着电网考核制度完善和加强，为实现“双碳”目标，高耗能产
业面临限产、限电，新能源企业面临着严峻考验。近期江苏电网重新修订统调发电机组考
核管理方法中第33条“加强对AVC投运与调差能力的考核”。响水电站主要考虑通过
SVG水冷方式改造，大幅度提高设备稳定性，减少电网公司两个细则的考核，减少维护成
本，对不满足要求进行改造。
二、案例背景
响水恒能永能太阳能发电有限公司于2014年12月25日并网发电，装机规模
120MW。响水光伏电站安装1套35kV 24Mvar户内风冷直挂SVG成套设备，由思源清
能电子有限公司生产，型号为QNSVG-24/35。电站自投运发电以来，已连续运行8年，
电站所处地理东部沿海及化工厂边缘，环境湿度及盐碱度较大，SVG设备受恶劣环境导致
大量电路板老化严重，设备故障率较高。
三、问题分析
（一）电网考核
电网公司因SVG故障造成对电网无功调节不足导致的电压不合格率考核，AVC调节能
力不满足电网要求被考核，影响电站在江苏省两个细则执行情况的评比排名。
（二）设备安全
SVG设备老化造成设备绝缘性能下降，长期运行可能会导致电气设备发生火灾风险，
威胁其他设备安全与运维人员安全。
（三）运维投入
SVG设备老化造成AVC调节能力大幅度下降，调峰调压、调峰度夏期间以及重大节假
日，运维人员需花费更多时间和精力对设备全方面维护检修，花费较大的人力和财力及物
力，对电站安全稳定运行造成一定影响。
（四）设备故障
自2021年4月7日SVG设备故障跳闸23次，停机时长2800h，故障原因主要为模
块过温跳闸及模块通讯及驱动故障跳闸。
（五）解决方案
响水电站主要考虑通过SVG水冷方式改造，大幅度提高设备稳定性，减少电网公司两
个细则的考核，减少维护成本，对不满足要求进行改造，提出以下两种解决方案：
1.根据现场实际运行需求，原有35kV户外风冷直挂SVG成套设备户外隔离开关、启
动装置（包括启动开关和启动电阻）、避雷器、连接电抗器、隔离开关至开关柜一次电缆
和二次电缆、围栏可利旧；交直流屏、后台、采样、开关柜位置等至控制柜二次电缆可利
旧，但是考虑水冷与风冷结构差异，同时考虑距离偏差需增加转接端子箱及续接二次电缆。
其余设备需全部更换。
2.原SVG设备厂家，依旧采用风冷散热形式进行技改。考虑到现场运行的原SVG设备
采用风冷散热形式且运行7年时间，部分SVG内部模块设备已达到使用损耗报废标准，需
要将原设备SVG的模块全部换新。
（一）水冷优点
（1）冷却方式良好：可调，按水温调整。
（2）密闭性完整：可以完全密闭。
（3）冷却效果好：受环境影响小，冷却效果好，设备寿命长。
（4）环境适应性好：设备几乎不受凝露、盐雾、风沙、盐碱和暴雪（5）等恶劣环境
影响，工作稳定。
（6）设备维护可靠：冷却设备维护工作量小，维护周期为1～2年。
（7）可靠性密闭清洁：设计运行条件可以良好得以保证。
（8）热容性热容较大，断水1分钟内不会造成设备过温失效。
（9）运行噪音小，在60dB以下。
（10）运行损耗平均运行损耗小。
（11）技术要求水冷设备系统复杂，对技术要求高。
四、工作过程及措施对策
改造方案提供的水冷系统，技术先进、运行稳定、性能优异。水冷系统相比传统的风
冷方式，具有高功率密度、安全裕量大、环境适应能力强和噪音小等突出优点，是目前大
功率电力电子设备SVG首选的冷却方式。
水冷方案的描述如下：
水冷系统的内循环为水冷环路，外循环为风冷方式，如下图所示。IGBT产生的热量通
过水冷散热器传递到循环水流中，热水汇流至主出水管在水泵的压力作用下，流经安装在
设备外部的水-空热交换器，经铜管和翅片将热量进一步传递给外部风冷系统，同时水流降
温后回流至主进水管。整套水冷系统是自循环系统，因此提高设备的防尘能力和环境适应
性，从而大大提高可靠性。
（1）水冷散热方案描述
将SVG室全密封，设备发出95%的热量均通过水热交换器带走，其余5%由空调散热。
（2）水冷散热方案特点
设备与外界隔绝，因此可以适应各种恶劣环境。
在施工阶段时间安排上分为四个阶段：土建施工；配电设备施工；电缆铺设及SVG安
装、系统调试收尾交工。按子系统进行调试，按子系统进行竣工交接验收。
A）土方
A-1 开挖：土方开挖采用机械开挖，沟槽挖好后及时埋管，待工程师验收合格后及时
回填。
A-2 土方回填：土方回填前将填土部位的垃圾及杂物等清理干净，回填土分层铺摊，
每层铺土厚度控制在180 mm 内，采用人工夯实，每层夯三遍，一夯压半夯，夯夯相连，
行行相连，纵横交叉，并加强对边缘部位的夯实。
B ）电缆铺设
准备工作→直埋电缆敷设；电缆沿支架、桥架敷设→铺砂盖砖→回填土→埋标桩→水
平敷设→垂直敷设→挂标志牌→管口防水处理→剥麻刷油→挂标志牌。
C ）系统调试及试车
为确保系统安全投入运行和保护装置及自动控制线路的可靠工作，除单体元件调试外，
还必须进行各种保护装置及自控系统的全面调试工作。调试人员应在调试前，熟悉各种保
护装置和自控线路的动作原理图，同时还要了解安装总体布置，对整个的变配电系统布置
格局、设计意图和有关继电保护动作整定值。
（1）一般性检查。
（2）用 500V 摇表测取二次回路的绝缘电阻。测量前将二次回路接地点及不能承受摇
表电压的元件拆除。
（3）进行变配电系统各种继电保护装置的系统调试，进行整组试验。
（4）模拟试运行。
（5）带电试运行。
（6）空载试运行。
（7）负载试运行。
五、结果分析
1、满足省电力公司“两个细则”运行管理相关要求，减少因设备原因造成的“两个细
则”考核风险。
2、通过对现SVG室空余位置改造，可实现专列的备品备件间用于存放电力安全生产
需要的物资，同步实现标准化管理。
3、减少故障损失电量和维修成本。
六、启示与点评
响水恒能永能光伏电站于2020年5月收购以来，自2014年并网以来，已运行8年有
余，随着江苏省电网公司对SVG设备性能要求逐渐提高和考核力度的加大，针对电站老旧
设备需要重新评估运行能力，针对高故障率、缺陷多的设备进行技术改造，可提高设备稳
定性，提升电站收益和发电量。对于项目公司和运维团队来说，提前预警此类风险，一是
避免了设备运行不稳定带来的人力、物力的投资，二是消除了设备安全隐患，避免站内设
备存在较大缺陷，三是针对其他设备开展排查，邀请厂家到站，对设备运行状况进行评估
消缺。