大功率静止同步补偿装置IGBT模块吸收保护电路参数的多目标优化设计

文章针对目前大功率静止同步补偿(STATCOM)装置IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)模块吸收保护电路参数设计中存在的一些问题,对吸收保护电路参数选优问题进行了数学描述,提出了一种采用并行自校正多目标遗传算法来进行大功率STATCOM装置吸收保护电路参数的选型。该算法通过并行进化多种群来确保种群的优良性能和进化的收敛速度,并能够自适应调整遗传交叉概率和变异概率来避免种群的早熟现象,采用阈值制约适应度函数及以不同概率进行的染色体选择操作,可使种群朝多个目标最佳协调点的方向进化,从而得到多目标最优解。应用实例表明采用该方法设计的吸收电路具有较高的工程应用价值。

带蓄电池储能装置的静止同步补偿器(STATCOM/BESS)的概况综述

带蓄电池储能装置的静止同步补偿器(STATCOM/BESS)可以快速补偿系统所需要的有功功率和无功功率,可以灵活地解决电力系统中的一些电能质量问题,并且也可以平抑新能源发电的波动性。本文主要针对STATCOM/BESS中各种类型直流侧储能电池接入方式、主电路拓扑结构及其在电力系统中的应用进行总结分析。

基于同步对称分量法的静止无功补偿装置

该文提出了基于同步对称分量法的无功补偿导纳计算方法。该方法以电网三相正序电压为同步参考坐标,再利用旋转对称分量法可以方便地得到电网需要补偿的导纳值。文中提出的三相电压提取方法能有效地消除电网电压的畸变干扰,以电压为同步坐标的旋转对称分量法可消除电流中谐波的影响,从而可准确地计算出电网需要补偿的导纳值。基于该方法设计的静止无功补偿装置无需硬件锁相环,能够快速、准确地补偿对称/不对称负荷的无功功率,维持电压的稳定。采用 PSCAD 软件的仿真和实验结果证明,基于同步对称分量法的补偿导纳计算方法具有较好的效果。

高压大容量静止同步补偿器功率开关器件选用分析

在电力电子装置中,大功率开关器件很大程度上决定设备的技术经济指标。以南方电网35kV/±200Mvar链式静止同步补偿器(STATCOM)工程应用为背景,介绍了电子注入增强门极晶体管(IEGT)的基本结构、工作原理和性能特性分析,并与绝缘栅双极性晶体管(IGBT)与集成门极换向晶闸管(IGCT)的参数进行对比,阐述了基于IEGT的功率相模块结构及工作原理,并对其进行了试验验证。试验结果表明IEGT具有优越性,可作为高压大容量STATCOM功率开关器件的首选。所得结论经南方电网STATCOM实际工程应用验证,可供高压大容量STATCOM设计借鉴。

南方电网±200 Mvar静止同步补偿装置工程实践

静止同步补偿装置(STATCOM)作为一项世界上目前最为先进的无功补偿技术,已大量应用于现代电力系统的负荷补偿,但在输电线路补偿方面的应用尚少。鉴此,介绍了南方电网±200 Mvar静止同步补偿装置的工程实践,包括该工程的设计方案和主要的技术特点,STATCOM的输出谐波、损耗、噪音等性能。南方电网在该工程的实践为大容量STATCOM装置在高压大功率输电领域的应用提供了可供借鉴的经验。

静止同步补偿装置电压调整与合环转换控制策略研究

为实现在维持负载电压稳定的同时顺利进行不停电无冲击合环转供电,构建了静止同步补偿装置(static synchronous compensator,STATCOM),并引入下垂调节。通过改变STATCOM的控制策略,使其作为合环装置参与直流侧合环操作,并对该控制策略进行了分析。最后在PSCAD/EMTDC环境下,通过仿真验证了STATCOM在稳定电压与合环操作中存在的优势。

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。

南方电网±200Mvar静止同步补偿装置系统调试

南方电网东莞变电站±200 Mvar STATCOM是目前世界上最大的动态无功补偿装置。介绍了该装置系统调试总体内容及其主要试验情况,包括STATCOM与站内固定无功补偿设备配合的控制试验、动态特性试验、双套协调控制试验、运行范围试验和冗余试验。在试验过程中该装置的各项功能及冷却系统等设备工作正常。所完成的各项试验任务为东莞变电站STATCOM工程的系统运行提供了技术支持,但系统过负荷试验和系统短路试验尚待进行。

静止同步补偿装置在中山电网的应用

对广东中山电网220 kV迪光变电站±8 Mvar静止同步补偿装置(static synchronous compensation,STATCOM)的工程实践进行研究。从容量选择、系统接入方式、主电路结构、安装方式、散热和保护等方面介绍了STATCOM的设计方案,并分析其控制策略。通过实测10 kV母线的工作日电压曲线和STATCOM的开环、闭环响应特性曲线对STATCOM的应用效果进行分析,STATCOM参与调压后母线电压能稳定于10.4 kV,STAT-COM能在一个周期内达到满载,能立即响应电压的变化且在306 ms后达到稳态值。应用效果表明STATCOM具有响应速度快、调节平滑连续等优点,是实施电能质量调控的理想设备。

链式静止同步补偿装置控制策略研究

基于负序电流控制思想同时全面考虑系统电压不平衡对链式静止同步补偿装置的影响进行控制策略的研究。链节直流侧电容电压平衡控制是实现工程应用的关键问题,针对该问题设计了3级直流电压控制策略。第1级为全局平均直流电压控制,生成装置整体参考指令,解决装置整体直流侧电压稳定问题;第2级为换流链平均直流电压控制,对装置负序电流进行控制,实现相间直流侧电压平衡;第3级为链节直流电压控制,对每个链节分别进行控制,实现链节平衡。此处设计的控制策略通过实验证明具有良好的性能。

混合串联补偿装置抑制次同步谐振的研究

分析了由静止同步串联补偿器(SSSC)与固定串联电容器(FSC)组成的混合串联补偿装置(HSC)的原理,研究了HSC安装位置和补偿容量配比对发电机电气阻尼特性的影响。结果表明,在不采用主动阻尼控制时,HSC自身能够缓解但不能从根本上解决次同步谐振(SSR)问题。提出了SSSC主动阻尼SSR的控制机理,即通过对SSSC的电压参考值(电抗参考值)进行次同步频率调制,控制其输出电压的幅值和相位使其在系统中产生大小和相位适当的模态互补频率电流,进而在发电机中产生对应模态的阻尼扭矩,实现主动阻尼SSR的目的。设计了主动阻尼控制器,提出了其参数整定方法。复转矩系数法和时域仿真法结果表明,采用主动阻尼控制后,HSC能够有效地抑制SSR。

星接链式静止同步补偿器在直流融冰的应用

两台星接链式静止同步补偿器(STATCOM)通过中性点连接融冰线路可实现直流融冰,该方式谐波小,占地少。文中说明了该融冰方式的控制原理,通过功率分析的方法推导了直流电压波动公式和分析了二倍频环流的原因,并通过仿真分析得到了证明。为了进一步实现工程应用,还分析了STATCOM的优化选型设计,并与传统的静止无功补偿器(SVC)兼融冰装置进行了技术参数和特点的比较,提出了STATCOM用于直流融冰时适合的应用范围,并提出了移动式STATCOM融冰设计的理念和设计方法。

静止同步补偿器(STATCOM)原理及性能分析研究

合理的无功功率补偿对于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。静止同步补偿器(STATCOM)是目前用于电力系统中性能较好的无功补偿装置,是柔性交流输电系统(FACTS)的核心。主要介绍了STATCOM的基本原理,指出了其与SVC相比所存在的优势以及STATCOM的发展现状及趋势。随着各电力用户对动态电压质量要求的不断提高,STATCOM必将在电力系统中得到更为广泛的应用。

静止同步补偿器(STATCOM)技术的研究现状与发展

静止同步补偿器(STATCOM)是目前用于电力系统中性能最好的无功补偿装置,是柔性交流输电系统的核心.综述了静止同步补偿器技术的发展现状,分析了静止同步补偿器的基本工作原理、类型、主电路结构、瞬时无功信号检测方法、控制策略,阐述了电流间接控制方法、电流直接控制方法和多电平逆变器的控制方法,并提出今后静止同步补偿器技术的发展趋势.

配电网静止同步补偿器

配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)作为DFACTS家族中重要的成员之一,在无功补偿方面具有比传统的无功补偿装置性能更好,运行范围更宽等优势。通过对装置工作原理、数学模型和控制策略的介绍,给出了装置的仿真结果,仿真结果表明D-STATCOM的补偿效果是明显的。

南方电网大功率电力电子技术的研究和应用

大功率电力电子技术及其应用有利于提高电力系统的安全稳定和电能质量,推动着电网技术的进步。南方电网公司承担了多项涉及对高电压、大功率电力电子技术的国家级科技项目,已将多套先进的电力电子装置投入到所建成的多项高压直流输电工程中。阐述了南方电网在高压直流输电、直流融冰、SVC、串补、静止同步补偿装置、柔性直流输电和新能源等领域,对大功率电力电子技术的研究和应用所取得的成果及相关的示范工程,显示了南方电网积极推动大功率电力电子技术的发展对电网科技进步做出的突出贡献。

静止无功补偿装置中的全数字频率自适应锁相技术

当电网不平衡和电压畸变的情况下,传统的基于dq同步坐标变换的三相同步锁相环(SRF-PLL),存在无法准确锁定电压相位及频率的不足,不能很好满足静止无功补偿装置(SVC)的应用要求。基于目前存在的难题,提出一种易于工程实现的全数字频率自适应锁相技术,利用频率自适应相序检测器的正负序完全分离性能及其滤波特性,准确锁定电压正序基波频率和相位;给出此锁相技术在SVC主控装置中的数字实现方案,搭建基于主控装置控制算法源程序的SVC控制系统仿真模型。根据某炼钢企业电弧炉系统实际运行参数,对提出的锁相环性能进行仿真研究,PSCAD/EMTDC仿真结果表明,在电网不平衡和电压畸变时该锁相环可以准确锁定相位频率,且锁相性能不受系统频率偏差和波动的影响。

静止同步补偿器直流侧电容电压的他励控制研究

直流侧电压的稳定是保证静止同步补偿器可靠运行的关键,为了更好地研究高压大容量静止同步补偿器直流侧电压的控制方法,对静止同步补偿器直流侧电压的他励控制进行了研究。从电路拓扑结构、容量选择及控制策略等方面比较全面地分析了静止同步补偿器直流电压他励控制装置—他励装置。提出了他励装置容量的选择方法,给出了他励装置的一种控制策略;并运用PSIM软件分别对基于三相VSI的静止同步补偿器直流电压的自励控制和他励控制进行了系统仿真,仿真结果表明,直流电压的他励控制对稳定直流侧电压及抑制动态电压波动具有良好的优越性,同时也验证了他励装置控制策略的正确性。

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。

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。