STATCOM无功补偿技术在10kV配电网中的应用分析

针对STATCOM的原理结构特点,依据瞬时无功功率理论分析了其无功电流检测原理以及电压的控制策略,它将三相对称的交流量变为两相直流量分别进行控制,实现直流侧电压均衡控制,达到了无功补偿的目的。10kV配电网负荷的变化幅度大,电压质量问题严重,将STATCOM无功补偿技术应用到10kv配电网中,补偿效果明显,并指出了静止同步补偿器技术在未来城市配电网的发展趋势。     

负载不平衡条件下MMC-STATCOM补偿策略研究

文中介绍了静止同步补偿器(STATCOM)在电网中的无功补偿原理及电压补偿原理,针对传统STATCOM拓扑电平数提升困难问题,采用了模块化多电平换流器(MMC)拓扑的STATCOM补偿负载不平衡条件下的电压。针对传统平衡条件下的控制策略在负载不平衡时控制效果较差的问题,在正负序模型下对此无功补偿器进行分析并提出了采用将电压和电流分成正序和负序分别控制的分序控制策略,用解耦双同步参考坐标系的锁相环技术锁住公共连接点处电压,同时对MMC子模块电容电压平衡采用分布式控制,最后在电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC中搭建五电平静止无功补偿器,通过仿真验证了分序控制策略和子模块电容电压分布式控制策略的有效性。     

基于反馈线性化STATCOM控制系统仿真研究

静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)具有非线性、强耦合的特点。针对该设备传统线性控制理论的设计方法难以实现,因此首先分析了系统数学模型,利用反馈线性化方法将STATCOM进行有功电流和无功电流解耦。再根据线性控制理论对线性系统设计控制器,线性系统输入的有功电流给定值由直流侧电压外环产生,无功电流给定值由电网无功功率外环产生。由此可实现对STATCOM直流侧电压与电网侧无功功率进行控制。对比了接入STATCOM装置前后对系统无功功率补偿效果;以及负荷无功发生变化时,无功补偿装置无功控制效果。仿真结果表明,所设计的控制系统对电网无功功率的控制效果比较理想,能够保证负荷消耗无功由无功补偿装置提供。     

无功和三相负荷不平衡的序分量法补偿控制

将静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)并入电网来补偿无功功率和配电网三相负荷不平衡。通过对称分量法和叠加原理,对配电网三相负荷不平衡情况下正序、负序等效电路进行分析,提出一种新的正、负序补偿电流叠加补偿控制方法。正序控制环采用δ-θ控制,实现配电网无功功率补偿和保持STATCOM直流侧电压稳定;负序控制环采用φ-θ控制,实现STATCOM补偿三相负荷不平衡产生的负序电流,使电网侧三相负荷保持平衡。仿真和实验结果表明,该方法可以有效地补偿电网无功功率和三相负荷不平衡。     

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。     

多级联H桥STATCOM在风电场中的应用

大规模风电场接入电网会对电网稳定性产生巨大影响,风电场出力变化会引起电网电压波动,严重时会导致系统电压崩溃.静止同步补偿器(STATCOM)可提供感性和容性无功功率,对改善风电场电压稳定具有重要作用.采用链式STATCOM作为风电场的无功补偿装置,针对链式结构直流侧电容电压不平衡问题采用了改进的直流侧电压平衡控制方法.最后,通过仿真结果验证了所采用链式STATCOM直流侧电压平衡控制策略正确可行,同时验证了STATCOM对风电场低电压穿越(LVRT)能力的改善.     

静止同步补偿器在配电网的应用仿真

配电网电能质量问题日益严重,开发和研制能有效提高供电质量的补偿装置是电力系统研究领域的新热点。通过静止同步补偿器在配电网的应用仿真分析配电系统中静止同步补偿器(DSTATCOM)进行无功补偿的意义。通过对其工作原理的分析,用Matlab仿真软件对在配电网上应用STATCOM无功补偿进行仿真。得到了DSTATCOM随电源电压变化的动态响应波形图。DSTATCOM补偿器在配电系统中达到很好的动态补偿效果,推广应用的前景非常广阔。     

配电网无功补偿中的平均功率平衡控制

针对配电网的无功补偿问题,选取级联H桥型静止同步补偿器(STATCOM)的星形主电路为研究对象,提出了一种通过直流侧电压分层控制来实现系统平均功率平衡控制的方法。为此,建立了级联H桥型STATCOM的数学模型并分析了系统的功率交换过程。结果表明,只要对系统相电压和相电流的正序、负序分量进行合理控制,即可实现该型STATCOM的直流侧电压平衡和无功动态补偿。所提方法基于这一认识而提出,该方法以平均有功功率和平均无功功率为控制量,控制产生系统的参考补偿电流,并将其正序、负序分量与实际补偿电流的对应分量比较后得到调制信号。仿真分析表明,该方法在直流侧电压的平衡控制和系统的无功动态跟踪方面都具有良好的效果。     

考虑快速动态无功补偿的二级电压控制

提出了一套考虑快速动态无功补偿装置(如静止无功补偿器/静止同步补偿器(SVC/STATCOM))的二级电压控制体系,致力于在稳态电压控制和暂态电压稳定中充分发挥SVC/STATCOM快速动态无功补偿的优势,其包含两个相对解耦独立的控制阶段:第1阶段将SVC/STATCOM与传统无功调节设备统一纳入协调二级电压控制模型,充分利用SVC/STATCOM的快速调节特性,并防止反调;第2阶段建立二次规划模型进行动态无功储备的优化控制,利用慢速动态无功补偿装置置换出SVC/STATCOM的无功功率,提高电网动态无功储备水平。通过时序和空间上的相互协调,充分发挥各类无功补偿装置在二级电压控制和暂态电压稳定预防控制中的作用。Nordic系统的算例测试结果证明,该体系能够有效提高传统二级电压控制的响应速度,避免SVC/STATCOM与传统电压控制装置间的反调现象;同时,能够有效地进行暂态电压稳定的预防控制,提高扰动后的系统电压的恢复效果。     

苏州南部电网的电压稳定问题及无功补偿策略研究

本文首先介绍了苏州南部电网现状及未来发展规划。在此基础上,针对苏州南部电网存在的电压稳定问题进行了研究,分析了电压失稳的机理,梳理了影响电压稳定的关键因素,并提出了安装动态无功补偿装置的解决措施。通过对调相机、静止无功补偿器(SVC)和静止同步补偿器(STATCOM)3种常用动态无功补偿装置的原理、配置方案和接入后对电网影响的研究和论证,提出了解决苏州南部电网电压稳定问题的结论与优化建议:2020年在吴江安装1组300 Mvar的STATCOM补偿装置,即可提升系统故障恢复后的电压水平,并维持检修方式下N-2故障的苏州南部电网电压稳定。     

级联STATCOM的直流侧电容电压平衡控制

针对级联静止同步补偿器(STATCOM)直流侧电容电压不平衡问题,通过分析级联STATCOM静止坐标下的单相数学模型,基于解耦变换将有功和无功解耦分离,提出通过总体控制和有功电压平均分配控制来平衡其直流侧电容电压,利用主从控制的思想实现控制要求。主控制器算出级联STATCOM每相交流侧所需总的有功、无功电压及电网电压相位等信息,同时实现对直流侧电容电压的总体控制,从控制器通过对每个级联模块单独控制实现对每个模块进行有功电压平均分配控制。仿真和实验结果表明了该方法的可行性和有效性。     

基于动态补偿器的电力系统电压稳定和暂态稳定分析

随着我国电网向大机组、大电网、高电压和远距离输电发展,电力系统的稳定问题变得日益突出。为改善系统电压稳定和故障后系统的暂态稳定性,将两种动态补偿装置--静止无功补偿器(SVC)和静止同步补偿器(STATCOM)应用于电力系统中,以实时动态方式向系统提供无功补偿。利用MATLAB/SIMULINK平台建立了补偿系统仿真模型,验证了SVC、STATCOM对维持电力系统稳定性的作用,并对两者进行了比较,指出STATCOM具有更广阔的应用前景。     

STATCOM在海南电网中的应用

海南电网随着全省负荷增长、网架结构的改变,无功电压问题日益突出。针对海口地区电厂全停故障下的动态无功补偿不足,以海南电网2014年网架结构为背景,将静止无功补偿器STATCOM配置于该区电网,并进行仿真,对STATCOM的各种配置方案进行了详细的比较分析。结果表明,STATCOM对海南电网电压稳定性起到重要支撑作用,为STATCOM在海南电网的实际应用提供初步探索。     

STATCOM的虚拟磁链定向矢量控制策略

针对传统电流控制方法在静止同步补偿器(STATCOM)无功补偿方面存在的问题,提出了一种新的基于虚拟磁链定向的矢量控制(VFOC),将其基本思想应用在电网电压控制中。详细论述了VFOC的控制原理,将STATCOM的各状态方程在虚拟磁链定向矢量坐标系中体现出来,通过算法实现对并网逆变器输出无功和有功功率的控制。仿真和实验结果表明基于VFOC的STATCOM具有良好的动态性和实用性,无功补偿效果良好,使得以空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制为代表的电流控制方式的缺陷得到了很好的弥补。     

STATCOM对电力系统微机保护影响的仿真研究

从静止同步补偿器技术的研究现状出发,分析了静止同步补偿器的基本工作原理、类型、主电路结构控制策略.在此基础上研究分析了STATCOM对配电网电流保护的影响,采用基于SPWM技术的STATCOM控制策略,跟踪型PWM控制技术对电流波形的瞬时值进行反馈控制.仿真研究表明,STATCOM可以补偿母线电压和无功电流,有效提高系...     

±200 Mvar静止同步补偿器的电网电压控制策略

结合南方电网±200 Mvar链式静止同步补偿器(STATCOM)的应用实践,研究了大容量STATCOM对电网电压的控制策略。基于STATCOM装置的动态无功补偿原理,介绍了STATCOM装置4种控制模式,指出正式运行时仅采用稳态调压和暂态电压控制2种模式,根据目标母线电压自动进行模式识别和切换。介绍了稳态调压控制基本参数的设计,分析了该模式下STATCOM对电网电压的调节范围和效果。通过对电网故障的针对性分析,设计了STATCOM暂态电压控制逻辑,指出近端故障时可进入零无功的主动闭锁状态。对比全日电网电压曲线和STATCOM无功曲线,印证了STATCOM稳态调压模式可跟踪电网电压进行实时调节。分析故障录波数据,验证了STATCOM在电网故障时可在20 ms左右达到90%的最大暂态输出的设计要求。实践证实了所述的STATCOM的电网电压控制策略的可行性和有效性。     

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。     

三电平静止同步补偿器内模控制研究

静止同步补偿器(STATCOM)用于电网动态补偿时,无功电流检测环节及电流控制器的设计对其补偿性能起着决定性的影响。在传统的FBD功率理论的基础上,对传统FBD检测法做出改进,引入电网虚拟磁链模观测器代替原有的锁相环对电网电压进行重构,提高了电网电压存在畸变时无功电流的检测能力,同时采用惯性环节代替了低通滤波器降低了检测系统的时延。在此基础上针对静止同步补偿器存在着非线性和强耦合的特性,提出一种基于内模控制原理和三电平空间矢量算法相结合的电流解耦控制方法,根据内模控制基本原理,设计了静止同步补偿器的双闭环内模控制器。基于Matlab/Simulink仿真平台,对改进型FBD无功电流检测方法和电流环内模解耦控制器进行了系统仿真分析,最后通过实验验证了控制方法的正确性和有效性。     

±800kV酒泉—湖南特高压直流工程无功补偿优化配置方案

±800 kV酒泉—湖南特高压直流工程将大规模的风电功率送到具有典型输入电源特征的湖南电网,因此,无功补偿配置不仅需要考虑直流系统的无功需求,还应针对该工程送受端接入的交流电网无功电压支撑能力较弱的问题通过合理加装动态无功补偿设备优化无功配置。结合酒泉换流站接入的交流电网有大规模风电的特性,提出了在换流站站用变低压侧加装静止无功补偿器(static var compensator,SVC)无功补偿方案,并确定加装SVC后换流站的小组滤波器容量。针对湖南换流站接入的交流系统面临的低电压风险,在湖南换流站站用变低压侧配置静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM),并优化配置相应的小组滤波器容量。经分析和校核,在换流站配置动态无功补偿设备,能够提高换流站近区交流电网的电压稳定性,减小滤波器投切带来的换流母线电压波动,并降低设备投资。     

电弧炉供电电压波动的抑制方案

分析了电弧炉的运行特性和配电网静止同步无功补偿器(STATCOM)对电弧炉引起的电压波动的抑制原理,并介绍了DSTATCOM的应用情况。