±50 Mvar静止补偿器接入系统运行策略仿真研究

针对上海西郊变电站±50 Mvar静止补偿器(STATCOM)接入系统的运行策略进行了研究和仿真。基于上海提供的电网数据,根据系统的实际情况,分析了上海西郊变电站±50 MvarSTATCOM的主要控制目标为动态电压支撑和日常调压。研究和制定了STATCOM接入系统的运行策略,对用于日常调压的无功容量进行限制,留有一定的动态无功备用,当出现快速和大幅的电压变化时迅速跳转至额定运行,以最大无功输出能力提供动态电压支撑。对±50 MvarSTATCOM与西郊变原有的两组 30 Mvar投切电容之一相配合的综合运行方案进行了探讨,一般情况下该组 30 Mvar电容一直投入,使 STATCOM运行在感性输出范围内,这样可以增大电压降落时的动态无功备用。文中重点在电力系统分析综合程序(PSASP)中进行了仿真研究,仿真结果验证了运行策略的可行性和正确性。     

±50 Mvar静止补偿器接入系统运行策略仿真研究

针对上海西郊变电站±50 Mvar静止补偿器（STATCOM）接入系统的运行策略进行了研究和仿真。基于上海提供的电网数据，根据系统的实际情况，分析了上海西郊变电站±50 Mvar STATCOM的主要控制目标为动态电压支撑和日常调压。研究和制定了STATCOM接入系统的运行策略，对用于日常调压的无功容量进行限制，留有一定的动态无功备用，当出现快速和大幅的电压变化时迅速跳转至额定运行，以最大无功输出能力提供动态电压支撑。对±50 Mvar STATCOM与西郊变原有的两组30 Mvar投切电容之一相配合的综合运行方案进行了探讨，一般情况下该组30 Mvar电容一直投入，使STATCOM运行在感性输出范围内，这样可以增大电压降落时的动态无功备用。文中重点在电力系统分析综合程序（PSASP）中进行了仿真研究，仿真结果验证了运行策略的可行性和正确性。     

35kV直挂链式静止同步补偿器的现场试验

介绍35kV电压等级直挂链式静止同步补偿器（STATCOM）在浙江220kV变电站的应用概况,对装置进行了现场试验。包括上电前试验、恒无功试验、电压无功综合控制试验和电压暂态跌落试验等,测试结果符合装置的性能指标要求,试验方法可供相关单位进行STATCOM调试及验收试验参考。     

链式STATCOM高压阀的周期触发和熄灭试验

提出的链式静止同步补偿器(STATCOM)阀周期触发和熄灭试验方法对于装置的工程化具有重要意义，既检验了阀的基本性能，又可以发现工程设计中的缺陷。结合上海西郊变电站±50 Mvar链式STATCOM科技示范工程，根据PACAD仿真结果分析了阀在吸收无功和发出无功2种工况下的电压、电流应力。在此基础上，提出了阀周期触发和熄灭试验的试验方法及其试验电路，详细分析了电路的基本工作原理，建立了相应的数学模型，并利用PSCAD仿真软件加以验证。最后给出了试验结果，验证了试验方法的正确性。     

上海西郊变STATCOM测控系统的设计与实现

上海西郊变电站的±50 Mvar新型静止无功发生器（STATCOM）正式并网投运后，极大地改善了系统暂态电压稳定性，弥补了现有的无功补偿装置无法动态支撑系统电压的局限性。测控系统是STATCOM的核心部分之一，它通过测量、计算，产生并控制驱动开关器件的脉冲来控制装置的运行，完成STATCOM需要完成的各项任务。文中介绍了上海220 kV西郊变±50 Mvar STATCOM成套装置的控制系统、检测与故障诊断系统以及通信系统设计，并对测控系统的实现方式进行了分析。测试结果表明各项性能均达到了要求。     

±50 Mvar链式STATCOM的实时数字仿真

针对上海西郊变电站±50 Mvar静止无功发生器(STATCOM)示范工程,提出了面向大功率电力电子装置的实时数字模型建立方法和数值计算方法,并基于数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA),设计和实现了±50 Mvar STATCOM实时数字仿真平台,通过与离线电磁暂态仿真工具PSCAD/EMTDC的仿真结果的对比研究,验证了其有效性和正确性。所设计的实时数字仿真平台在±50 Mvar STATCOM现场调试和投运过程中得到了成功应用,大大缩短了现场调试周期。     

STATCOM基本控制与附加控制的比较研究

STATCOM是柔性交流输电系统(FACTS)中无功补偿的发展方向,其基本控制方式的研究具有重要意义。首先运用PSCAD/EMTDC软件对STATCOM两种基本控制策略:恒电压控制与恒无功控制进行仿真分析并比较两种控制方式的优缺点。为了改善直流侧电容电压波动问题,在基本控制基础上附加定直流侧电压控制并取得了良好的效果。最后,分析强制补偿控制投入后对带有定直流侧电压的恒无功控制策略的影响,指出恒无功控制在提高电力系统暂态稳定性方面的优势。     

MMC-STATCOM在变电站应用中的研究

以某变电站实际工程为背景,研究了基于模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)的静止无功补偿器(STATCOM)的拓扑结构及无功补偿原理。根据系统的实际情况,分析了MMC-STATCOM主要的控制目标是维持母线电压稳定和恒无功控制。当母线出现快速和大幅度电压变化时,本文所提出的MMC-STATCOM能够迅速提供无功电压支撑,维持母线电压的稳定;当系统需要补偿无功功率时,MMC-STATCOM也能够迅速跟踪目标电流的变换。最后,以某电站工程数据为依据在电力系统分析综合程序(PSASP)中进行了仿真研究,仿真研究表明:STATCOM的控制功能设计合理,能够对系统无功变化作出快速响应,能有效实现电压支撑作用,提高电网的输电能力,保证电网的安全稳定运行。     

考虑系统运行状态转变的变电站内STATCOM与VQC协调控制研究

针对传统变电站电压无功控制(voltage quality control,VQC)存在变压器分接头和电容器组投切频繁以及电容器投切对系统电压造成一定的冲击等问题,将动态无功补偿源——静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)加入变电站电压无功调节控制中。提出基于本地信息的系统状态辨识方法,实现考虑系统运行状态转变的变电站内STATCOM与VQC协调控制策略,协调有载调压变压器分接头、电容器组与STATCOM的运行。并利用BPA仿真软件对此策略下STATCOM装置在变电站的应用效果进行研究。仿真结果表明:STATCOM与VQC协调配合对改善变电站稳态、暂态运行均有明显效果,能有效减少变压器分接头和电容器的投切次数,2台主变压器均配置STATCOM的效果要好于1台主变压器配置STATCOM的情况。     

500kV东莞变电站±200MVA静止同步补偿器的控制功能试验对比研究

为了验证静止同步补偿器(STATCOM)对电网电压的有效支撑作用,针对500kV东莞变电站±200MVA STATCOM工程项目,通过PSCAD软件仿真和现场试验对STATCOM装置的定电压控制、恒无功控制、与站内原有固定补偿器的协调控制这3项主要控制功能进行了功能试验对比研究。研究表明,STATCOM实际输出的无功电流能快速跟踪控制目标电流的变化,且PSCAD仿真与现场试验结果一致。因此证明了PSCAD模型贴近实际装置,且STATCOM的控制功能设计合理,能够对系统无功变化作出快速响应,能有效实现电压支撑作用,提高电网的输电能力,保证电网的安全稳定运行。     

与弱交流系统相连接的HVDC系统临界换相电压降及逆变站的运行范围

分析了与弱交流系统相连的直流输电系统的运行特性及电压稳定性，采用临界换相电压降指标和逆变器的运行范围变化研究逆变器换相失败的机理，并比较了各种无功补偿方式对HVDC输电系统的影响，得出在与弱交流系统相连接的直流输电系统中使用静止同步补偿器可提高系统的临界换相电压降，有效减小故障过程中换相失败发生的概率，扩大逆变器的运行范围，提高弱交流系统电压稳定性的结论，并通过对国际大电网会议(CIGRE)标准高压直流输电测试系统的仿真验证了该结论。     

基于直流供电的大功率高压链式STATCOM的换流链等效试验

±100 Mvar以上的大功率高压链式STATCOM必须进行换流链全功率试验,但是受制于大容量设备的要求,此类试验非常困难。传统的全功率试验是采用2套高压链式STATCOM装置对拖,成本很高,对场地和接入电网的要求严苛。通过全直流供电的方式,采用充电电源和补能电源构建了一种新型的试验平台,可以有效降低对接入电网的要求。在第1条换流链上采用恒电压控制,第2条换流链上采用恒电流控制。首先推导出传递函数,并根据Bode图设计了控制器及其参数。通过Simulink仿真及现场试验,验证了该方案的有效性,为解决高压大容量链式STATCOM的全功率试验提供了一种新的方法。     

STATCOM与SVC在某钢铁企业的应用选择

根据静止同步补偿器(static synchronous compensator,简称STATCOM)和静止无功补偿装置(static var compensation,简称SVC)的基本工作原理和特性,对钢铁企业4 200 kW交—交变频同步电机改造工程中的电网无功补偿提出了两套设计方案。SVC设计方案采用TCR+FC静止型动态无功补偿装置,STATCOM设计方案采用±9 Mvar的STATCOM和9 Mvar无源FC构成混合动态无功补偿装置。并且在响应速度、谐波谐振的可能性、控制的鲁棒性、功耗、占地面积、价格比等方面进行了两套方案的比较。     

基于GTO的STATCOM提高风电场暂态电压稳定性的研究

针对永磁直驱风电机组和基于GTO的48脉波+100Mvar STATCOM的数学模型,采用MATLAB中的仿真工具Simulink建立永磁直驱风电机组的模型和静止同步补偿器的模型。得出了基于GTO的静止同步补偿装置对电场暂态电压稳定性的结论:可以从感性到容性平滑的调节无功功率,自动发出GTO通/断控制脉冲,快速投切电容器,实现对供电线路无功功率的跟踪调节。仿真结果表明:STATCOM能够快速平滑地向电网节点注入或吸收无功功率从而在一个周波时间维持节点电压稳定,改善电能质量。     

南方电网±200 Mvar静止同步补偿装置工程实践

静止同步补偿装置(STATCOM)作为一项世界上目前最为先进的无功补偿技术,已大量应用于现代电力系统的负荷补偿,但在输电线路补偿方面的应用尚少。鉴此,介绍了南方电网±200 Mvar静止同步补偿装置的工程实践,包括该工程的设计方案和主要的技术特点,STATCOM的输出谐波、损耗、噪音等性能。南方电网在该工程的实践为大容量STATCOM装置在高压大功率输电领域的应用提供了可供借鉴的经验。     

南方电网±200 Mvar静止同步补偿装置系统调试

南方电网东莞变电站±200 Mvar STATCOM是目前世界上最大的动态无功补偿装置。介绍了该装置系统调试总体内容及其主要试验情况,包括STATCOM与站内固定无功补偿设备配合的控制试验、动态特性试验、双套协调控制试验、运行范围试验和冗余试验。在试验过程中该装置的各项功能及冷却系统等设备工作正常。所完成的各项试验任务为东莞变电站STATCOM工程的系统运行提供了技术支持,但系统过负荷试验和系统短路试验尚待进行。     

±200 Mvar链式静止同步补偿器保护功能设计

为保障直挂电网的百兆乏级静止同步补偿器(STATCOM)的装置安全和电网安全,需建立一套完整可靠的保护系统。文中基于南方电网4套百兆乏级链式STATCOM的科技创新和工程实践,阐述了STATCOM装置的全套保护功能设计。利用出口策略对功率单元保护进行分类,并利用信号来源对换流链保护进行分级,根据故障的严重程度采取旁路、闭锁、跳闸三级出口策略。通过双重过流保护和STATCOM跳35kV开关失灵保护的设计,提高了STATCOM运行的安全性。通过功率单元在线旁路功能和换流链过流闭锁重启功能的出口策略优化设计,实现了保护与控制一体化,保障了STATCOM运行的高可靠性。     

基于STATCOM和LCC-MTDC技术的大规模风电并网技术研究

以西北电网千万千瓦级风场为背景,提出了采用相控换流器与STATCOM结合的多端直流输电技术进行大规模风电并网的方法。从两个层面上进行控制器的设计,一是从含有STATCOM的整流器交流侧子系统角度,针对策略的快速响应能力以及良好的控制特性。STATCOM非线性特性,引入逆系统方法设计其控制器并推导整流器直流侧电流与STATCOM直流侧电压的关系,提出适合于整流器的控制策略,保证交流侧功率平衡。其次从MTDC整体性能出发,设计相应的控制策略来确保系统稳定运行。在PSCAD/EMTDC中的仿真结果验证了所提控制策略的快速响应能力以及良好的控制特性。     

基于晶闸管STATCOM的无功补偿控制

晶闸管STATCOM(static synchronous compensator)可吸收连续可调的无功,且不受电网电压影响。文中首先分析其数学模型;然后采用逆系统方法构造出伪线性系统,并结合滑模变结构控制理论,实现晶闸管STATCOM对负荷的直接无功功率补偿;最后对该控制系统进行计算机仿真。结果表明,文中采用的控制方法具有较好的动态性能和稳态性能,对负载无功变化的适应能力强。