70Mvar链式SVG在电弧炉现场的应用

电弧炉是一种非线性强时变负载,会对电网产生电压波动及闪变、谐波、功率因数低等诸多电能质量问题。传统的SVC补偿装置由于响应速度慢,补偿效果有限。SVG是解决电弧炉电能质量问题的最有效装置,但控制算法复杂,国内成功应用于电弧炉补偿的SVG很少。本文介绍了一套70 Mvar链式SVG在国内某电弧炉现场的使用情况。现场测试数据表明,SVG投入运行后,电网存在的电能质量问题得到了明显改善,充分体现了SVG对电弧炉负载优越的补偿性能。

Impact of Distributed Generation on Smart Grid Transient Stability

In the 21st century Smart Grid and Renewable Energy technologies are an important issue with regards to global climate change problem and energy security. The evolution of current conventional or centralized generation in form of distributed generation and Smart Power Grid (SPG) has great opportunity and potentially can eradicate several issues associated with energy efficiency, energy security and the drawback of aging power system infrastructures. In order to meet the rising electrical power demand and increasing service quality as well as reducing pollution, the existing power grid infrastructure should be developed into Smart Grid (SG) that is flexible for interconnectivity with the distributed generation. However, integrating distributed generation to power system causes several technical issues especially system stability. To make the power grid become “smarter”, particularly in terms of stability, Flexible AC Transmission System (FACTS) device especially Static VAR Compensator (SVC) is used. This paper explores Smart Grid technologies and distributed generation systems. Furthermore, it discusses the impact of distributed generation on Smart Grid, particularly its system stability after installing distributed generation in the Smart Grid. This was done by examining the system stability during interconnection and faults on the system and validated with Dig-SILENT Power Factory Software V 13.2.

发电机组低负荷下的SVG无功补偿技术应用分析

低负荷运行容易导致发电机组无功功率不足、电压不稳定等问题,影响电力系统的稳定性和可靠性。探讨了在发电机组低负荷条件下应用静止无功发生器(SVG)技术进行无功补偿的途径。分析了SVG在维持电压稳定、改善功率因数以及减轻低负荷运行对发电机组的不良影响等方面的表现和有效性,并通过实验和仿真开展评估验证。

基于故障穿越演化特性的SVG电磁暂态模型测辨方法

建立准确的静止无功发生器(static var generators,SVG)白盒电磁暂态仿真模型是分析电网电压稳定特性的前提。然而,由于SVG的控制器结构和参数保密,其建模大都基于典型控制结构和参数,模型的暂态输出特性与实际差异较大。针对上述问题,提出了基于SVG厂家封装黑盒模型故障穿越(fault ride-through,FRT)演化特性的电磁暂态模型测辨方法。首先,分析了厂家黑盒模型的拓扑特征,通过多工况故障穿越响应测试,厘清了其故障穿越演化特性。然后,通过分析不同控制环节暂态切换过程对SVG故障穿越响应特性的影响和作用途径,提出了基于SVG故障穿越响应演化形态的控制器结构辨识方法。通过分析SVG不同控制环节参数对其故障穿越响应特性的分阶段作用原理,提出了基于故障穿越响应幅值的控制器参数分步辨识方法,形成了SVG的白盒化电磁暂态模型测辨方法体系。最后,将建立的不同型号白盒仿真模型与对应厂家黑盒模型进行了故障穿越响应特性对比分析,发现其误差远小于现行标准的允许误差,证明了提出方法的有效性和通用性。

基于SVG的电网多节点电压不平衡综合抑制方法

文中提出静止无功发生器(SVG)用于电网多节点电压不平衡治理的综合补偿策略。首先结合对称分量法建立了电网多节点不平衡分析数学模型,研究了单台SVG补偿多节点电压不平衡的机理;其次以2种电网不平衡优化治理目标(各节点负序电压幅值平方和最小及各节点电压稳态不平衡度不大于2%)构建了关于SVG的不平衡综合补偿优化模型,分别依据非线性规划原理和几何辅助分析对优化模型进行了求解;在此基础上,文中利用电能质量监测设备和SVG构建不平衡综合治理系统,通过在线阻抗测量、在线指令优化实现了不平衡综合抑制的SVG在线控制;最后通过PSCAD搭建电网模型验证了所提方法的有效性。

考虑SVG补偿装置的大型光伏并网系统振荡分析与抑制

大型光伏电站由于远离负荷中心,长距离输电线路所产生的电网阻抗不可忽略,电网阻抗对于多逆变器相并联的大型光伏电站中某一个光伏发电单元而言将会等效放大数倍,从而造成并网点电压降低导致系统不稳定。光伏电站中的静止无功发生器(static var generator,SVG)等无功补偿装置可以用来降低电网阻抗对于并网点电压的影响。然而,研究发现,在补偿容量逐渐增大的情况下,无功补偿装置与逆变器系统之间的相互影响将会使系统出现振荡现象,而在逆变器控制回路内采用串联校正方式可以有效消除这种现象,从而保证系统的稳定运行。仿真结果与实验验证了理论分析的正确性。

风电场SVG测试方法研究与结果分析

无功补偿是目前解决风力发电电压稳定问题的主要手段。文中对风电场静止无功发生器(SVG)性能试验的相关标准进行了研究,给出了各项指标的测试方法;利用江苏某风电场进行实测分析,得到试验结论并发现存在的问题;通过对风电场无功损耗的理论分析和录波验证,寻找出无功补偿特性测试结果不理想的原因,给出今后试验时的改进方向。

考虑负序补偿的角型链式SVG指令电流提取方法

角型链式静止无功发生器(static var generator,SVG)理论上能够进行负序、无功和谐波电流的综合补偿。针对角型补偿器指令电流提取的难题,通过对补偿电路相量图进行几何分析,根据瞬时无功功率理论,推导出dq/变换矩阵。三相电流瞬时值经abc/dq变换、滤波,得到两相旋转坐标系下的负序有功电流分量和负序无功电流分量;再经dq/变换矩阵,可得到角型链式SVG负序补偿所需的相电流指令信号。该变换矩阵可应用于负序补偿系统,也可应用于负序、无功和谐波电流综合补偿系统。所提指令电流提取方法物理意义清晰,算法简单;采用电流瞬时值进行运算,负荷变化时,可实时更新指令电流,动态调节速度快。最后,通过PSIM仿真验证了所提方法的正确性。

级联SVG控制策略及死区补偿技术研究

针对应用在中高压大功率领域的级联H桥静止无功发生器(static var generator,SVG)进行了深入研究,提出一种新的控制策略及死区补偿技术。该控制策略通过建立SVG多回路占空比平均值数学模型,计算各相平均导通时间,并通过相移控制及直流母线电压平衡补偿控制,实现级联SVG输出。考虑实际设备运行中器件开关死区引起的输出电压偏差,在计算得到的占空比信号基础上,通过合理增减开关占空比时间,以补偿死区负面效应。所提出的控制策略及死区补偿方法,提高了系统动态响应能力,降低了输出电流畸变,仿真和实验结果均表明所提策略的有效性。

基于SVG的矿用3.3kV静止无功动态补偿装置的研究

针对工作面供电系统电压波动大、功率因数低、线路损耗大、设备启动困难等问题,提出以SVG技术为核心的无功补偿技术路线,并介绍了一种基于SVG的矿用3.3 kV静止动态无功动态补偿装置的设计方案。工业性测试结果表明,该补偿装置响应速度快,补偿平滑准确,显著提高了工作面设备启动和运行时的功率因数,缩短了启动时间,提高了启动和运行电压的稳定性,有效抑制了谐波,并具有显著的节能效果。

角形级联SVG不平衡补偿的控制策略

角形级联静止无功发生器(static var generator,SVG)能够对无功和负序电流进行综合补偿,是目前高压大容量应用场合最有效的电能质量解决方案之一。针对角形SVG在电压不平衡工况下的控制问题,分析了线电压与补偿器相电流在各相链节产生的不平衡有功功率;结合相量关系,推导了满足角形SVG线电压相量与相电流相量垂直约束关系的零序电流表达式。在此基础上,提出一种适用于不平衡工况下的角形级联SVG控制方法,能够改善补偿器动态响应性能,减小负序电压对补偿性能的影响。最后,仿真和实验验证了所提控制方法的正确性和有效性。

SVG的自适应控制方法研究

针对静止无功发生器在传统比例积分(简称PI)控制方法下,固定的PI参数值无法满足在电网环境发生改变时的补偿性能这个问题,笔者提出一种自适应控制方法。通过分析静止无功发生器的结构及工作原理,详细介绍了自适应控制方法的原理;并结合某煤矿电网的负载情况,对静止无功发生器进行了系统仿真,同时通过与传统PI控制方法下的仿真结果进行了对比分析,验证了文中所提出控制策略的优越性。为了进一步的验证在实际应用中的可行性,搭建了实验平台。实验结果表明了自适应控制算法的有效性,该控制方式具有响应快、稳定性好、抗负载扰动能力强等优点。

基于滑模控制的SVG无功补偿控制策略研究

静止无功发生器(static var generator,SVG)是当今先进的无功补偿装置,但他具有强非线性、强耦合性以及工程设计难以实现等特点,而且在实际工程应用中,补偿装置容易受元器件参数的变化及外界的扰动,影响到装置的无功补偿效果。本文以dq坐标系下的数学模型为基础,提出了一种新型的静止无功发生器双闭环控制策略,其中电压外环采用滑模控制,电流内环采用前馈解耦控制策略。经Matlab/Simulink搭建系统的仿真模型,仿真结果表明,该控制策略设计思路新颖、明确,便于实现,而且控制系统具有较强的鲁棒性和动态性能。

电气化铁路背靠背SVG补偿系统方案研究

针对电气化铁道牵引供电系统存在大量的负序、谐波、无功等问题,提出了基于平衡变压器的背靠背SVG补偿方案.方案中综合潮流控制器装置主要由两个背靠背的单相二极管箝位型三电平电压源变流器构成,主要用于传递有功功率、补偿无功功率及谐波,使得牵引供电系统相对电力系统而言,是一个三相对称纯阻性网络.以实测牵引负荷作为给定负荷进行仿真验证,结果表明,该方案能实时动态地补偿电气化铁道谐波、无功和负序电流,改善电气化铁道电能质量.

基于三相VSI的PWM型SVG的系统仿真

基于电压源逆变器(V S I)的静止无功发生器(SVG)直接应用PWM控制技术,具有结构紧凑、易于控制、谐波含量小以及功率密度大等优点。文中给出了基于三相V S I的6 kV/±200 kV.A PWM型SVG的主电路结构与参数,提出了一种SVG的直接功率控制方式。应用M ATLAB进行系统仿真,表明基于V S I的PWM型SVG具有良好的动态性能与静态补偿效果,验证了主电路与直接功率控制方式的正确性、优越性与有效性。

SVG的直流电容选择分析

SVG中逆变器直流电容的选择与逆变器结构、控制策略、线路参数等都有很大的联系。从矢量分析的角度出发 ,通过 RL C动态过程的数学模型 ,分析 SVG直流电容的大小在不同逆变器结构和控制方式下对系统的影响。在保证系统动态稳定条件下 ,同时给出了不同系统结构和负载扰动下的电容选择范围。

变压器对LCL型SVG多模块并联系统稳定性的影响

采用LCL滤波器的SVG(static var generator)多模块并联补偿时,受并联模块数量以及系统变压器的影响,使得原本可单独稳定运行的SVG模块,不能满足此类系统的稳定性要求。在研究变压器对SVG多模块并联系统影响的基础上,验证了传统有源阻尼设计方法适用性的不足;进而对传统有源阻尼的设计进行了修正,给出了电容电流反馈系数和电流调节器参数的取值范围。改进的整定方法使得此类系统控制参数的设计更为准确,系统的响应和稳定裕度改善明显。仿真结果验证了所提方法的正确性与有效性。

级联H桥SVG直流侧电容电压平衡控制

文章针对级联型静止无功发生器(SVG)直流侧电容电压平衡控制的问题,对插入额外电压和调制电压叠加分量2种方法之间内在联系进行详细理论分析,将2种方法相结合并在此基础上加以改进,提出了一种可实现级联H桥SVG中各相桥间电容电压独立平衡控制的简化叠加有功分量方法。该方法无需外加设备,通过引入锁相得到的相位信息代替SVG输出电流加以简化,将控制额外电压作为有功分量叠加到调制电压上,以实现直流侧电容电压的独立平衡控制,有效地提高了SVG的稳定性能,仿真结果验证了该方法的可行性。

基于新型电流直接控制策略的SVG仿真研究

为了提高静止无功发生器(SVG)向电力系统输送无功功率的实时性与精确性,提出了一种基于瞬时无功功率理论id-iq法的新型电流直接控制策略。首先分析了瞬时无功功率理论id-iq法的无功电流信号采集运算,在此基础上,建立了SVG数学模型,采用无功电流直接闭环控制策略,应用瞬时无功功率理论的id-iq无功电流检测法实时检测无功电流,提高系统响应速度。然后建立MATLAB仿真电路模型,对实时数据采样、无功电流计算和实时控制等性能测试。通过理论和仿真结果分析,表明本设计方案可行,满足无功功率实时动态快速补偿的要求,提高了系统运行的稳定性。

基于改进的单周控制SVG的研究

单周控制在抑制电源扰动方面有很大优势,但抑制负载扰动的效果却十分不理想。在发生负载扰动时,输出电压不稳定会影响电能质量。为了改善单周控制的这项薄弱环节,在主电路为SVG的基础上,通过对负载扰动进行分析,从能量关系的角度对单周控制器进行改进并提出控制策略,通过MATLAB进行仿真验证。仿真结果表明:改进型单周控制的SVG对负载扰动具有良好的抑制作用。