静止无功补偿器STATCOM在电力系统中的综合比较分析

介绍了静止无功补偿器STATCOM技术的现状,分析了静止无功补偿器STATCOM的优缺点及其控制系统在电力系统实际应用中的控制策略。在此基础上,展望了无功功率补偿技术的发展方向。

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。

基于STATCOM的无功补偿策略研究

本文针对传统的STATCOM补偿策略需要检测无功电流,使用模块较多、过程繁琐等问题,提出了一种基于补偿点前端电流的新型STATCOM无功补偿策略。通过对STATCOM电流控制方法的分析,电流内环控制需要检测无功电流,而检测无功电流的过程繁琐,使用模块较多。在此基础上提出了基于补偿点前端电流的新型STATCOM无功补偿策略,将该策略与传统的无功补偿方式进行对比验证了其可行性,并对电力系统运行过程中经常出现的固定无功补偿、动态投切和负载跳变这三种工作模式进行仿真分析,结果表明,基于补偿点前端电流的新型STATCOM无功补偿策略大大减小了计算过程,提高效率,降低成本且动态响应速度快、精度高,满足配电网对无功补偿的要求。

世界容量最大的基于IGBT的静止同步补偿器正式投运

近日,国网江苏省电力有限公司500kV吴江变电站静止同步补偿器(STATCOM)接入系统功能试验全部完成(72h试运行结束),标志着这套世界容量最大的基于IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)的动态无功补偿装置正式投入运行。

世界容量最大的基于IGBT的静止同步补偿器正式投运

2018年12月4日,国网江苏省电力有限公司500 kV吴江变电站静止同步补偿器(STATCOM)按入系统功能试验全部完成(72 h试运行结束),标志着该套世界容量最大的基于IGBT的动态无功补偿装置正式投入运行。该项工程在500 kV吴江变电站220 kV设备区装设了三组±100 Mvar的STATCOM,总容量为300 Mvar,故障状态下最大输出容量可达450 Mvar。

世界容量最大的基于IGBT的静止同步补偿器正式投运

2018年12月4日,国网江苏省电力有限公司500kV吴江变电 站静止同步补偿器(STATCOM)接入系统功能试验全部完成(72h试运行结束),这套世界容量最大的基于IGBT的动态无功补偿装置正式投入运行。该项工程于2017年11月28日批准开工,在500kV吴江变电站220kV设备区装设3组±100Mvar的STATCOM,总容量300Mvar, 故障状态下最大输出容量可达450Mvar。该项STATCOM装置的顺利启动,将为苏州南部电网提供快速无功控制,对于系统过负荷或者发生重大事故导致的电压崩溃,有着重要补救作用。

基于逆系统方法有功—无功解耦PWM控制的链式STATCOM动态控制策略研究

大容量链式静止同步补偿器(链式 STATCOM)具有独特的优点,但也存在无功动态响应时间常数大的劣势。该文结合国家电网公司攻关项目——上海西郊变±50Mvar 链式STATCOM 的研制,重点研究了正常工况下链式 STATCOM的快速闭环无功控制方法。建立了链式 STATCOM 的有功-无功暂态模型,通过引入多变量非线性控制逆系统方法,设计了基于逆系统方法和有功-无功解耦的非线性动态无功控制策略。在一台链式 STATCOM 物理样机上实现该动态控制策略,实验结果表明所提的无功闭环控制方法具有优良的动态性能,使链式STATCOM的闭环无功响应时间减小至10ms以内。

南方电网西电东送通道动态无功补偿应用研究

以南方电网2008年规划电网为背景,研究南方电网西电东送通道应用动态无功补偿的必要性,提出南方电网西电东送通道应用动态无功补偿的具体方案。研究结果对南方电网开展动态无功补偿试点工程有一定的指导意义。

基于i_p-i_q算法的STATCOM补偿指令电流检测方法

随着静止无功补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)的结构多重化,使得其负载电流测量点和补偿注入点因所处位置不同,从而产生较大的检测差异。针对上述问题,文中提出一种改进型ip-iq算法,分别从测量点和补偿点引入电压相位信息,通过设置相位补偿角和比例谐振(PR)控制器,消除因两处电压相位和幅值差异引起的检测误差,提高检测精度。理论分析和仿真结果验证了所提方法的有效性。

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。

基于双馈风力发电系统的无功补偿优化研究

风力发电具有波动性、随机性的特点,导致风电厂在并网运行过程中出现电压不稳定的问题。本文研究了双馈式风力发电(DFIG)并网系统模型,利用静止同步补偿器(STATCOM)对系统进行无功补偿,通过计算无功补偿容量来优化STATCOM的补偿效果,基于Matlab建立了该系统的仿真模型。仿真结果表明所选择的补偿容量在系统短路故障下能够快速有效地为系统提供无功补偿,达到最优补偿效果,有效提高系统的电压稳定性,为风力发电系统的设计和仿真提供相应参考价值。

无功补偿装置的发展及性能比较分析

详细综述了电力系统无功补偿技术的发展现状,分析了各种无功补偿技术的原理、优点、缺点以及在当今电力系统中的应用情况,并提出今后无功补偿技术的发展趋势。

基于两阶段布谷鸟算法的微电网无功最优补偿

针对微电网无功补偿的经济性,提出考虑静止同步补偿器安装和运行成本的无功最优补偿模型,考虑分布式发电出力的不确定性,将线路损耗的计算按季节和日小时,分为多个时间段进行计算叠加,同时引入偏差惩罚函数对分布式电源无功出力和整体电压水平进行限制。利用线路损耗灵敏度优化初始种群的两阶段布谷鸟算法确定最佳补偿位置和容量。采用IEEE14节点系统,将多个分布式电源接入微电网系统,应用Matlab平台进行仿真验证,通过绘制曲线分析所提最优补偿策略的经济性,并与多种算法进行计算结果的比较,验证补偿效果的优良性。

动态无功补偿技术的应用现状及发展

动态无功补偿技术的应用和发展对电力系统的安全稳定运行及电能质量的提高有十分重要的意义。本文介绍了动态无功补偿技术中最有代表性的静止无功补偿器(SVC)和静止同步补偿器(STATCOM),总结了它们的工程应用现状,分析了动态无功补偿技术的未来发展。

三电平静止同步补偿装置的设计

选择三电平逆变器作为静止同步补偿器的主电路,使得主电路输出的波形更接近正弦波,谐波含量大大减少;主电路中元件承受电压在截止状态下只有电源电压的一半,当与二电平逆变器采用相同功率等级的开关器件时,输出功率可以提高一倍。设计补偿装置并通过仿真验证装置补偿感性负载和容性负载的特性,仿真结果表明,设计的三电平主电路的静止同步补偿装置能够满足电力系统中常见的无功补偿要求。

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。

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。

用现代无功补偿装置抑制配电网的电压波动

电压波动会降低产品质量,同时引起照明闪烁,影响人的身体健康和降低劳动效率。由于长期以来对电压波动和闪变关注不够,致使这个电能质量指标不断恶化。抑制电压波动必须依靠现代化的无功补偿装置。文中分析了静止无功补偿器(SVC)和新型无功发生器(STATCOM)的工作特性。参照实际110 kV变电站及相关电网的参数,建立了分析电压波动的仿真计算模型。通过仿真计算,比较了在负荷电流周期性波动情况下,采用电容器或采用SVC进行无功补偿时变电站10 kV母线的电压波动情况。仿真计算表明:电容器会扩大电压波动的幅度,SVC能很好地抑制电压波动,减小SVC的调差系数可以显著提高抑制电压波动的效果。

基于负荷不平衡下级联STATCOM控制策略的研究

通过理论推导和仿真建模,研发的结构为三角形接法的(STATCOM)静止无功补偿器能对电力系统中存在的谐波分量、无功和负序分量进行综合补偿。首先,建立三角形接法STATCOM结构的模型,结合无功瞬时理论,将dq/Δ变换矩阵推导出abc/dq转换三相负荷电流,经滤波环节,可得到存在于两相旋转坐标系下的负序分量;再经过一次dq/Δ变换矩阵变换,就能得到相电流指令。三角形接法STATCOM不仅能在电力系统存在负序分量中进行补偿,还能对存在无功、谐波分量的电力系统中发挥补偿作用。该算法易实现,可运用面广泛,运用三相负荷电流进行运算推导出相电流指令,无论负荷如何变换,都可实现在线监测功能。

SVC与STATCOM联合运行协调控制设计与仿真

针对静止无功补偿器(SVC)装置无法抑制电压闪变的缺点,提出了一种新型SVC与静止同步补偿器(STATCOM)构成的混杂装置以及基于模糊预测的联合运行方案,即利用小容量STATCOM抑制闪变配合大容量SVC补偿无功。对于抑制电压不平衡问题,探索了SVC分相控制的实现方法和效果。对含有混杂装置的单机无穷大系统的仿真结果验证了协调控制策略的有效性以及不平衡控制方法的正确性。