STATCOM与新型调相机在交直流受端系统中的暂态特性对比研究

STATCOM和新型调相机均具备快速动态无功补偿特性,在我国交直流送受端电网中用来改善系统电压,二者在实际工程中的动态无功补偿装置选择是关键问题。为此,从2种装置的暂态无功特性比较入手,对比分析二者的暂态无功输出机理,总结无功特性输出优化方法。结合实际现场案例分析及实际电网方式下的机电暂态仿真计算,从体现2种设备无功输出特性区别的无功电流出发,对比分析二者在系统不同故障扰动下的暂态响应特性,最后结合交直流系统在不同场景下的需求,从暂态特性角度对二者的选用提出相应的工程应用建议,并指出:对于直流馈入的受端电网,加装新型调相机和STATCOM等动态无功补偿装置可以解决各种大扰动下的系统电压稳定问题,提升电网的稳定运行裕度,但需避免因此可能引起的诸如系统短路电流超标等风险。     

新型静止无功补偿装置（STATCOM）初探

在20世纪90年代出现了一种新型的静止无功补偿装置STATCOM(Static Synchronous Compensator)，亦称静止无功发生器SVG(Static Var Generator)。这种新型的STATCOM无功补偿装置与传统的电容器组、电抗器组和调相机等无功补偿装置不同，也与过去的静止无功补偿装     

调相机运行特性和控制策略综述

调相机作为无功补偿设备广泛加装于特高压直流输电工程,能有效解决电力系统无功支撑能力不足的问题。本文首先系统分析调相机的数学模型,提炼出调相机动态性能优化的电气参数。通过仿真及实际工程的应用效果验证了调相机的良好的无功出力特性。然后将调相机与其他无功补偿设备进行比较,说明了调相机具备更强的暂态无功输出与电压支撑能力。在此基础上,详细阐述了现有调相机无功电压控制策略,并分析了不同控制策略的优缺点。最后,结合当前电网对同步调相机组的要求,探讨了未来同步调相机发展需要研究的关键技术。     

提高山东电网安全稳定水平的无功补偿措施研究

利用BPA仿真工具,对"外电入鲁"后山东电网的电压稳定进行评估,在此基础上,针对调相机、SVC和STATCOM等三种动态无功补偿装置,从装置特性、提升电压稳定性、调节速度和技术经济性等不同角度进行选型研究,提出在临沂换流站500 k V侧加装3×300 Mvar调相机作为推荐的配置措施。该研究对于增强山东电网接受外电的能力,保证山东电网的健康发展具有重要意义。     

STATCOM在电网暂态电压稳定中的应用仿真

由于动态无功补偿能力不足,受端电网有可能会面临暂态电压稳定问题。本文在介绍动态无功补偿装置STATCOM的工作原理和模型基础上,以北京电网2011年网架结构为背景开展了静止无功补偿器(STATCOM)在北京电网中的应用仿真,论证了STATCOM对电网暂态电压的动态支撑作用。通过对其安装效果进行仿真计算和分析比较,提出了STATCOM在电网暂态电压稳定中的应用建议。     

大容量无功补偿装置在浙江受端电网的落点优选方法

针对浙江电网可能面临的交流线路故障、多回直流换相失败闭锁继而引发直流连续换相失败的问题,分析了采用大容量调相机、静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)装置对换相失败和电压稳定的影响,比较了不同无功补偿装置的性能。在此基础上,提出了考虑直流换相失败、受端电压失稳的大容量无功补偿装置落点方案评价指标体系,对指标进行规范化处理,并采用线性加权法综合指标在备选的STATCOM装置落点方案中选择最佳方案。最后,将该方案应用于实际算例,得到了STATCOM装置的最佳接入点。     

提升新能源送出能力的多类型无功补偿装置优选

新能源送出电网往往面临着潮流变化频繁、电压波动大、动态无功不足等问题.传统的无功补偿装置应用新能源送出场合时需要频繁投切,严重缩短设备使用寿命.因此动态无功补偿装置应用在这类场合有着迫切的需求,但动态无功补偿装置在整体造价、使用寿命、响应速度、过载能力等参数方面均有较大差异,在动态无功补偿装置选择时面临困难.针对上述问题,本文提出了针对相机、静止无功补偿器(SVC)、静止同步补偿器(STATCOM)这几类动态无功补偿装置的综合评价指标体系,对指标进行规范化处理,结合新能源送出特性研究不同评价因子的指标权重.以经济性最优为评价体系的目标,最后将该方法应用于实际案例,得到提升了新能源送出能力的动态无功补偿装置的推荐方案.     

国家电网31个重点城市无功规划汇总评价

在汇总国家电网公司31个重点城市电网无功规划方案的基础上,综合评价了十一五末重点城市电网无功补偿配置方案的合理性和经济性,得出结论:重点城市十一五无功规划采用了先进的规划工具和规划方法,得到的无功规划推荐方案比原方案具有更好的技术经济性;2010年各重点城市电网在大、小负荷正常方式以及N?1方式下都能够满足电压的运行要求;大部分重点城市通过合理配置无功补偿设备,能够在一定程度上降低网络损耗。展望了无功电压控制新技术的应用可行性,包括静止无功补偿器(SVC)、静止同步补偿器(STATCOM)、晶闸管控制电抗器(TCR)、兼具无功补偿和滤波功能的晶闸管开关滤波器、低压动态无功补偿设备、馈线自动调压器的应用情况。     

结合STATCOM的多场景下主动配电网无功优化研究

将电容器组和STATCOM结合,对含风电机组的主动配电网进行无功优化方案研究。采用STATCOM在风电机组的接入点进行补偿,在其他脆弱的节点上采用电容器组补偿,很好的解决了优化效率和优化成本的权衡问题。将异步风机接入33节点配电网,并将其有功出力细分为六种场景,利用改进粒子群算法对每个场景下的配电网进行了无功优化,得到了不同场景下的多种非劣解方案,在场景概率的基础上对优化方案进行选择。通过算例分析证明了两种补偿方式相结合在风力发电机出力随机波动下,能够提高主动配电网运行的安全性和经济性。     

新一代调相机与电力电子无功补偿装置在特高压交直流电网中应用的比较

针对特高压交直流混联电网建设过渡期呈现出的新特性与稳定运行风险,该文以特高压直流接入对近区动态无功的实际需求为导向,从运行原理、响应特性及应用实例仿真等多个角度出发,比较了新一代大容量调相机与目前电网中应用较多的SVC、STATCOM一类基于电力电子技术的动态无功补偿装置之间的差异。对比分析的结果表明,新一代调相机具有更强的动态无功支撑能力与暂态电压调节能力,更适合于我国当前特高压直流工程输送容量大、送端短路容量不足、受端多回直流集中馈入下电压支撑能力不足的电网结构特点。     

动态无功补偿技术应用综述

合理的无功功率补偿对于对输配电系统非常重要。无功补偿装置已经由同步调相机、并联电容器发展到基于大功率电力电子器件的静止补偿装置。章在描述动态无功补偿技术在国内外应用现状的同时，详细介绍了SVC及STATCOM的基本原理、功能以及它们在输电网、配电网、大型工矿企业的具体应用，并对二的技术经济性能做了详尽的比较。     

高压直流输电系统单极闭锁故障下同步调相机与STATCOM的对比研究

当高压直流输电系统送端换流站发生单极闭锁故障时,换流站交流侧将出现无功功率过剩,导致换流站交流侧电压骤升,进一步会引起送端电网各发电设备端电压的骤升。因此,需要在送端交流侧附近加装适当的暂态无功补偿装置以提高系统的稳定性。为此该文先从运行原理、响应特性等多个角度对同步调相机和静止同步补偿器两类暂态无功补偿装置进行分析。然后再对比分析单极闭锁故障下两者在高压直流输电送端系统的应用效果。最后结合单极闭锁故障下切除部分无功补偿装置的措施,得出同步调相机具有更强的暂态无功支撑能力和暂态电压调节能力的结论。     

新型同步调相机的关键技术及研究进展

随着直流特高压输电系统的发展,大容量新型同步调相机成为满足系统无功动态需求的最优选择,逐渐成为研究热点之一。基于此,对新型同步调相机的研究现状进行了系统的总结和归纳。首先,从新型同步调相机的数学模型、运行状态以及控制策略3个方面对其运行原理进行介绍。其次,将其与电力电子无功补偿设备作对比,阐述了新型同步调相机优越的动态无功输出特性,并研究了其无功输出特性的影响因素。最后从新型同步调相机的现有故障诊断技术和参数辨识技术2个方面对其状态监测技术的研究现状进行总结。文中综述了新型同步调相机的数学模型、控制策略和运行状态监控等方面的研究情况,能够为新型调相机的进一步研究提供参考。     

静止无功发生器与晶闸管投切电容器协同运行混合无功补偿系统

提出一种低成本混合型无功补偿系统(hybrid var compensator,HVC),它由一台较小容量的静止无功发生器(static synchronous compensator,STATCOM)和较大容量的多组晶闸管投切电容器(thyristor switched capacitor,TSC)构成,其中STATCOM用以实现快速连续无功调节,TSC实现无功的大容量分级调节,二者协同工作使HVC系统兼具STATCOM快速连续无功补偿及TSC低成本大容量无功补偿的优势,实现低成本大容量的无功连续补偿。在分析HVC基本工作原理的基础上,提出基于专家决策的HVC协调控制方法,实现离散子系统TSC和连续子系统STATCOM的协调控制,确保HVC能进行快速大容量的无功补偿,针对传统的STATCOM串级电压控制器中调节器多、控制器参数难以设计的缺点,提出基于瞬时功率平衡的电压控制策略,以降低STATCOM控制复杂度,提高可靠性,使系统更易于实现。仿真及现场应用结果证明HVC能够实现无级连续无功补偿,并且成本低,在满足高电耗企业节能降耗需求的基础上,为应用单位减少了投资。     

Design and installation of a ±250 kVAr D-STATCOM for a distribution substation

A Static Compensator (STATCOM) is a flexible ac transmission system (FACTS) controller, which can either absorb or deliver reactive power to a power system. This technology has resulted in an equipment that is principally different from conventional static VAr compensators (SVC). The steady-state characteristics of a STATCOM are similar to those of a rotating synchronous condenser. A ±250 kVAr D-STATCOM was designed and installed for a 1.6 MVA distribution substation in Tehran, which is the first installation of this type in Iran. The principal aim of this installation is reactive power control for voltage regulation, with a particular work on reduction of unbalance issue. This paper describes the design and operating fundamentals and characteristics of a D-STATCOM as well as its basic control strategy. Moreover, different practical results demonstrate the flexible operation of the employed equipment.     

含STATCOM的双馈电机风电场无功电压协调控制策略

为增强风电场并网点电压稳定性,提出了变速恒频双馈风电场与动态无功补偿装置STATCOM间的无功电压协调控制策略。电网故障导致风电并网点不同深度的电压跌落时,根据双馈风机Crowbar保护投切状态,对DFIG风电机组转子侧及网侧变流器与STATCOM进行无功功率分配,协调控制促进风电场LVRT期间风电并网点电压的快速恢复。最后,在DIg SILENT/Power Factory仿真软件中建立了风电场和STATCOM控制模型,通过仿真验证该控制策略的有效性。     

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。     

Novel reactive power controllers for the STATCOM and SSSC

The paper investigates the dynamic operation of both static synchronous compensator (STATCOM) and static synchronous series compensator (SSSC) based on a new model comprising full 48-pulse GTO voltage source converter for combined reactive power compensation and voltage stabilization of the electric grid network. These key FACTS devices are power electronic GTO converters connected in parallel or series with the power system grid and are controlled by novel decoupled controllers. The complete digital simulation of the STATCOM and SSSC within the power system is performed in the MATLAB/Simulink environment using the power system blockset (PSB). The STATCOM scheme and the electric grid network are modeled by specific electric blocks from the power system blockset while the control system is modeled using Simulink. Two novel controllers for the STATCOM and SSSC are presented in this paper based on a decoupled current control strategy to ensure stable operation of the STATCOM under various load excursions. A novel control scheme for the static synchronous series compensator (SSSC) is also implemented to provide a full controllable series compensating (buck/boost) injected voltage over a specified capacitive and inductive range, independently of the magnitude of the transmission line current. The series reactive compensation scheme with an external dc power supply can also compensate for any voltage drops across resistive component of the transmission line impedance. The novel decoupled controller uses a phase locked loop (PLL) with a novel reduced inherent time delay to improve the transient performance of the SSSC. The performance of both STATCOM and SSSC schemes connected to the 230 kV grid are evaluated. The proposed novel control schemes for the STATCOM and SSSC are fully validated by digital simulation.     

基于PSCAD的风电场低电压穿越无功支撑仿真研究

首先分析风电场低电压穿越(low voltage ride-through,LVRT)能力,然后介绍以双馈感应发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)为主体的风电场模型以及静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)的控制策略。最后将STATCOM和静止无功补偿器(static var compensator,SVC)分别应用到含风电场的无穷大系统中,在电力系统仿真软件PSCAD上搭建模型,并对系统故障状态进行仿真,在此基础上分析STATCOM和SVC的无功补偿特性,并对补偿效果进行比较。仿真结果表明无功补偿装置可以在系统故障后提供无功支撑,提高了风电场的低电压穿越能力,并且STATCOM无功补偿性能较SVC更优。     

SVC与STATCOM的综合比较分析

静止无功补偿器(SVC)和静止同步补偿器(STATCOM)都是无功补偿的重要装置,在输出特性、损耗、响应时间、谐振、谐波、控制方法、价格等方面对两者进行详细的比较分析,指出STATCOM作为一种新型的无功补偿装置比传统的SVC具有损耗小、响应速度快、不产生谐振、谐波含量少、能在一定范围内提供有功功率等优点。但STATCOM控制较复杂,且成本较高,在实际应用中应根据电网的具体要求选择或综合配置。