配电网综合电气节能关键技术研究

针对目前配电网综合电气节能技术单一,尚无系列化关键技术,节能设备存在固有缺陷等问题,文章提出了高压配电网高品质节能的无功动态补偿与谐波治理混合系统、低压配电网低成本高效节能的混合型无功补偿器、全局优化节能的实时无功优化调度系统,并研发了相应的节能设备。在深入分析上述系统拓扑结构的基础上,提出了相应的控制方法。仿真及现场应用效果表明,这些节能技术可有效解决目前配电网电气节能存在的问题,可保障配电网的安全稳定运行,并大幅减少高压配电网的电能损耗。     

一种电气化铁路电能质量综合补偿系统

为实现对电气化铁路负序、谐波和无功的集中治理,提出一种电气化铁路电能质量综合补偿系统。该系统包括一个铁路功率调节器(RPC)和两套多组晶闸管控制投切电容器(TSC)。其中,TSC承担绝大部分无功功率的补偿,RPC进行两供电臂有功调节、抑制谐波和补偿剩余小部分无功,因此有源装置RPC容量得到降低,并实现负序、谐波和无功综合补偿。本文分析了该系统的工作原理,提出了RPC与TSC协调控制策略、基于无功分离的参考电流实时检测和无功分配方法及RPC控制方法,并进行仿真和实验验证。仿真和实验结果表明,本文提出的检测和控制方法下具有较好的补偿效果。     

新型谐波与无功综合动态治理混合系统

针对传统并联型混合有源电力滤波器只能动态治理谐波电流而无法动态补偿无功的缺点,提出了一种并联混合型有源电力滤波器与静止无功补偿器联合运行的新型混合补偿系统,实现了谐波与无功的综合动态治理,其中混合型有源电力滤波器采用双谐振注入式的结构,使整个装置适用于中高压配电网;在此基础上,提出了基于递推积分加P1参数模糊自整定的电...     

低压大容量配电网无功与谐波综合补偿控制方法研究

针对目前配电网低压系统中常见的无功补偿和谐波治理装备难以兼顾无功与谐波综合动态治理的问题,结合配电网低压系统中的APF容量小以及DSTATCOM无法补偿高次谐波的现实,在多模块型并联主电路拓扑的基础上,提出了一种大容量的无功补偿和谐波治理的综合控制策略。将无功补偿和谐波治理的容量实时分解到不同频带内,通过不同的功率模块,实现动态无功调节和谐波的分频段补偿,有效提高了多模块型APF在大功率场合应用的灵活性。理论分析和仿真证明了无功和谐波分频段综合补偿的有效性和可行性。     

配电变压器集成化补偿系统的多目标分析及控制

配电网中广泛使用的配电变压器是电能供给和需求的交汇点,也是无功、谐波、不平衡等不利因素对供电产生影响的集散点。针对配电变压器集成化静止补偿系统(DT-STATCOM)结构,对配电网无功、谐波和不平衡等电能质量问题进行分析,提出了与配电网整体控制相协调的基于动态权重优化的多目标综合控制策略。在研究补偿机理的基础上,分别设计了非线性无源控制电流内环跟踪、基于双旋转坐标系的比例准谐振控制、基于零序电压注入的负载电流不平衡校正方法。实验结果表明所提出的多目标综合控制策略能够有效提高STATCOM的动态响应速度,改善综合补偿效果。     

住宅小区的谐波治理和无功补偿

分析了西安住宅小区配电网的谐波治理和无功补偿方案的可行性,介绍了谐波治理和无功补偿的基本原理,并针对小区电能质量现状,建立网损最小的目标函数,兼顾电压质量和设备费用,有效降低了系统的有功网损,且提高了电压质量。该方法对于现在大规模配电网的谐波治理具有参考价值。     

配电网综合电气节能关键技术与系列装备的应用

我国电能损失严重.配电网损失比输电网更严重.针对目前配电网综合电气节能技术单一.尚无系列化关键技术,节能设备存在固有缺陷.节能效果有限的现状,提出了高压配电网高品质节能的无功动态补偿与谐波治理混合系统、低压配电网低成本高效节能的混合型无功补偿装备以及配电网实时无功优化节能与能量管理系统三种节能技术及相应的控制方法.并研发了相应的节能设备与软件平台.仿真及现场应用效果证明了所提新型节能技术的有效性.从全局角度出发的企业配电网综合节能技术系统.实现了高低压节能装备与管理节能软件平台相结合.解决了配电网多层次、全方位综合节能的难题.而且保障了配电网的安全稳定运行.大幅度减少了电能损耗.     

配电网低压大电流负荷的谐波与无功补偿装备研制

研制了一套适用于企业配电网低压大电流负荷的谐波与无功补偿装备,即HAPF-IVC综合补偿装置。采用高压与低压相结合的谐波治理方式,在变压器10 kV高压侧采用较小容量的高压注入式混合型有源电力滤波系统(HAPF),同时在380 V低压侧投运一组智能型无功补偿装置(IVC)与无源滤波器相配合以实现无功的动态补偿,达到了谐波治理和无功补偿相结合的效果,解决了大电流情况下HAPF容量限制的瓶颈。实验结果表明输入电流畸变率由补偿前的31.1%降低到3.9%,功率因数由补偿前的0.7提高到0.95。     

基于配电变压器无功补偿技术的研究

配电网普遍采用的无功补偿方式分为高压集中补偿和低压分散补偿,考虑到两种补偿方式的不足,提出一种基于配电变压器的一体化静止无功补偿(STATCOM)技术。该技术通过将补偿装置接到高压绕组抽头,充分利用配电变压器的富余容量,实现对变压器和负荷的动态无功补偿,并引入虚拟三相对称系统保证检测电流的精度。通过仿真分析,验证一体化STATCOM技术可实现配电网三相不平衡状态下无功功率的动态跟踪补偿,改善变压器输出电能质量。     

静止无功发生器在牵引供电系统中的分析

针对电气化铁路中存在的无功、谐波和负序等严重影响电能质量的问题,研究静止无功发生器(SVG)在牵引供电系统中的综合补偿作用.分析了SVG装置对牵引负荷的综合补偿原理,并提出了三相系统补偿电流的检测方法和综合补偿的控制算法,再结合我国路某一铁路牵引变电所的运行数据进行仿真分析,结果表明:SVG具有控制灵活、调节速度快、调节范围广、连接电抗小、谐波量小等优点,能够有效治理电铁中存在的电能质量问题.     

含储能分布式光伏系统并网点电压调整方案设计

随着配电网中光伏渗透率不断升高,分布式光伏对配电网电压质量和稳定性影响日益增大。分析了分布式光伏并网引起并网点电压变化的机理,在配备储能装置的分布式光伏发电系统典型结构基础上,提出了有功/无功-电压调节的系统控制方案。在有功电压调节回路中设置了具有施密特电路特性的死区控制环节,一方面死区控制可以保证无功调节优先性,另一方面由于有功电压调节的灵敏度较高,死区控制可能导致并网点电压在死区阈值电压附近频繁抖动,通过施密特电路设置不同的正/反向死区阈值电压可以有效消除抖动现象。仿真结果表明所提方案能有效处理光伏出力骤变、大容量负载投切、配电网自身扰动等引起的并网点电压质量问题。     

地区电网电压无功联动协调控制系统的研究

为了提高地区电网电压质量、优化电网无功功率分布、降低网损,研制了一套地区电压无功联动协调控制系统。该系统在地市电网无功容量不足的情况下,自动给县级电压无功控制系统下发关口无功指令,依靠县级电网的剩余无功及时补偿地市电网的无功缺额。考虑市级220 kV变电站关口无功的实际值,结合省调下发的无功指令,确定了下发给县级电压无功控制系统的关口无功指令值,并详细阐述了地区电网电压无功联动协调控制方案。实际运行表明,该联动协调控制系统有利于提高地区电网的电压水平、促进电网无功的合理分布和降低网损,为供电企业带来经济和社会效益。     

基于多重三电平桥结构的静止无功发生器

针对一般电压源逆变器拓扑在静止无功发生器(SVG)逆变电路中输出电压质量的不足,提出了一种多重三电平桥结构.采用瞬时无功功率理论,分析了基于该拓扑结构的静止无功发生器实现无功功率控制的等效电路及工作原理.并设计了一种基于电流直接控制的控制方法,采用双闭环反馈控制策略.通过三角波比较方式的脉冲宽度调制技术对电流波形的瞬时值进行控制.经过对系统主电路进行仿真分析.获得了较高的逆变器输出电压质量和准确的三相无功指令电流,同时得到了补偿后网侧电压和电流的波形,电压和电流基本同相位,实现了对无功功率的有效补偿.     

A local demand forecast by NN method for distributed autonomous voltage and reactive power control system

The paper describes required technological innovation for voltage control of power systems under deregulation of power supply industries and presents a new concept of an autonomous control system for the voltage and reactive power of power systems. Installation of distributed generation connected to distribution networks will significantly increase the short circuit capacity of distribution lines. Therefore, GIS underground substations in the center of a large city are required to enable replacement of circuit breakers with ones of greater capability and to reform GIS bus configurations. Furthermore, a more detailed forecast of local demand and operation data of distributed generators are required for the stable control of voltage and reactive power. This paper presents methods of on‐line autonomous forecasting for short circuit capacity and demand of local transmission and distribution lines, which are indispensable for voltage and reactive control under deregulation of electric power supply industries. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 159(4): 27–37, 2007; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20450     

主动配电网自动电压控制系统架构设计

针对配电网中引入大量分布式电源后运行特性和无功电压特性与传统配电网的显著差别,提出了基于配电自动化系统的主动配电网自动电压控制系统架构。以馈线实时拓扑连接为基础,提出以无功可调设备为控制对象的自治控制区域划分方法。设计了以自治控制区域作为控制单元的电压无功控制策略,包括电压控制分区策略、电压越限控制策略、馈线无功越限控制策略及与其他系统的协调控制策略和安全闭锁策略,并给出了主动配电网自动电压控制系统的整体流程。结合实际案例验证了文中所述主动配电网自动电压控制系统架构是一种在配电自动化系统层面进行电压无功控制的有益探索。     

挖掘光伏无功能力的配电网无功电压协调控制策略

在高渗透光伏接入多电压等级配电网中,针对低压分布式光伏无功能力没有被充分利用和高/中/低压配电网无功电压未整体协调优化的问题,提出了一种充分挖掘光伏无功能力的多电压层级配电网无功电压协调控制策略。在低压配电网中,对于暂不具备通信网络,无法实现统一调度的光伏逆变器,采用3种就地自主电压控制模式进行实时无功电压控制;在多电压层级配电网无功电压协调控制模型中,考虑包括具备通信网络的光伏逆变器在内的各种无功源,建立电压分区和主导节点选择模型,设计上层全局优化和下层分区优化的双层协调控制策略,该策略充分挖掘了光伏无功对配电网电压的调节能力,实现对整个配电网的无功电压精准控制。将所提策略应用于江苏某220 kV主变区域实际系统,验证了其无功电压控制和消纳光伏发电的优势。     

基于厂级调度的发电厂优化控制

为了实现发电厂单元机组有功的经济分配和保证区域电压质量,适应厂网分开和经济调度的要求,结合直调方式下的系统设计和设备配置,将厂级负荷分配模块集成到电厂的电气网络监控系统中,与系统中原有的电厂侧电压无功控制系统,构成火电厂综合优化控制系统,2个模块在实现自身功能的同时,也可以互相交换信息,实现有功的经济调度和无功的优化分配;同时为了使调度端获取更多的电厂侧的信息,在监控系统中建立了基于CIM的励磁系统模型,更好地保证了电厂侧AVC控制的准确性和安全性。     

地区主站区域电压无功控制和动态无功补偿系统联动策略研究

为了解决地调自动化主站系统电网区域电压无功控制中出现的无功过补偿、电容和主变压器抽头操作过于频繁的问题,对电网区域电压无功控制技术与变电站的无功动态补偿系统的联动策略进行研究。通过在一座110 kV变电站安装了一组无级调节电抗器及其控制装置,使其与主站系统的区域电压无功控制相互配合对站内的无功装置和主变压器抽头进行控制。结果表明联动控制效果较好,在对电网电压和无功电压进一步优化的同时,消除了电网无功过补偿、电容和主变压器抽头操作过于频繁的现象。     

基于SVPWM的光伏无功控制研究

针对光伏并网发电过程中无功功率的补偿问题,以光伏并网逆变器主电路结构为基础,提出了一种基于空间电压矢量脉冲调制法的能同时实现并网发电和无功补偿的控制方法。分析了无功补偿控制原理与双向PWM逆变器的空间矢量算法,充分发挥空间电压矢量脉冲调制法电压利用率高、动态响应快的优点,使光伏并网发电系统既可与电网之间进行能量的双向流动,又能提供电网所需的无功功率,最后通过实验验证所述控制策略的有效性。     

基于双闭环电压控制静止同步补偿器在双馈风电场并网中参数设置及运行特性分析

静止同步补偿器(STATCOM)在柔性功率潮流控制及双馈风电场并网运行中得到广泛分析与讨论,而其双闭环电压控制策略的分析直接影响风电场并网运行特性。建立了基于电压源变流器(VSC)的静止同步补偿器通过耦合变压器与电网相连的电路模型,推导了双闭环电压控制环节的数学模型,分析了控制环节参数设置对于并网运行特性的影响。以标准三机九节点系统作为等效测试电网建立了双馈风电场并网模型,实例中以控制环节参数设置验证了衰减系数与电压设定值与无功控制的对应关系,以负荷投切小扰动为例分析了投入装置可以改善系统受扰动时的电能质量,并且通过不同类型的故障仿真验证了即使电力系统发生了最严重的三相短路故障,STATCOM也能快速补偿无功功率,有效提高系统的暂态稳定性。