无功补偿与储能集成系统中H桥级联型功率变换器相内SoC快速均衡

无功补偿与储能集成系统应用于风、光电站具有经济性,其中H桥级联型功率变换器具有低功率因数运行特点,提升其相内SoC均衡速度有助于提升电池安全和储能系统容量利用率。在调制约束下,考虑相内SoC均衡中电压无功分量的叠加,分析不同功率因数时功率单元的SoC均衡能力。基于分析,提出相内SoC的快速均衡方法,设计均衡控制电压有功分量叠加方法,充分利用功率单元的SoC均衡能力。基于各功率单元叠加的电压有功分量设计相应单元的无功分量叠加方法,提升功率单元的SoC均衡能力。仿真分析验证了相内SoC快速均衡控制的有效性。

基于分布式协同控制技术的分散式无功补偿技术方案研究

结合实际工程的应用实例从分散式无功补偿方案的提出、分布式协同吸收方案的理论、具体工程方案的设计进行简单的论述。结合线路开通后的实际运行工况,利用设置于正线的能量回馈吸收装置实现了分散式无功补偿,该方案可减少或完全取消设置于主变电所侧的SVG容量,充分开发和利用了能馈吸收装置的能力,节约了工程投资,实现了既定设计目标。

静止无功补偿器中的PID控制研究

介绍了静止无功补偿器中TCR与TSC的拓扑结构及工作原理,分析了TCR与TSC并联型SVC的结构、原理、控制方式等。采用MATLAB/SIMULINK仿真平台,对静止无功补偿器的基本结构以及整个SVC补偿系统进行了建模与仿真,基于瞬时无功功率理论的无功和谐波电流检测方法,采用PID控制,对仿真前后的波形进行对比,分析SVC的控制过程,验证SVC补偿的有效性。结果表明SVC可以实现对系统无功功率的有效补偿,且具有较好的动态特性。

10kV变电所无功补偿装置故障分析及处理

本文介绍了一起变电所无功补偿装置故障情况,分析发生故障的过程及原因,总结了后续整改措施,以便借鉴。

基于轨道交通供电系统双向变流装置分散补偿无功的技术与应用研究

在城市轨道交通建设中,一般采用在新建主变电所内设置无功补偿装置等方式进行无功补偿,受安装场地、环控通风及供电线路无功特点等影响,补偿装置前期安装容量不宜过大。本文结合大功率可控双向变流装置的系统特征和应用情况,对双向变流装置分散补偿无功的原理及控制策略进行了论述及研究。依据实际工程案例对轨道交通供电系统无功情况进行分析,同时对采用双向变流装置分散补偿无功的可行性以及其系统接入、容量选择等方面进行分析,现场测试数据表明双向变流装置能够分散补偿地铁供电系统中压网络产生的容性无功,可供同类线路设计参考。

大型闸站无功补偿分析及计算

随着天气异常加剧,2021年郑州特大暴雨,2022年长江流域特大干旱,越来越考验城市防汛抗旱能力,异步电动机凭借优越的性能,越来越多地被应用到城市排涝泵站中,但因其自身特性,开机运行中需要无功补偿,怎样使用并控制无功补偿装置,成为研究的关键。本文以某大型闸站二级排水系统为案例,主要介绍无功补偿技术研究背景,无功补偿计算和无功补偿发展趋势,为无功补偿装置进一步研究进行理论探讨。

兼具电池储能与无功补偿的高压直挂大容量系统四象限运行控制技术

高压直挂电池储能系统(battery energy storage system,BESS)采用H桥电路串联的方法升高电压后接入电网,将电池簇分散接入级联H桥变换器的直流侧,具有高度模块化的结构,对比低压方案具有单机容量大、效率高、响应速度快等明显优势。高压直挂BESS若能兼具无功补偿能力,实现系统四象限运行,将具有更大的成本优势和经济效益。电池簇接单相H桥变换器的结构,使得系统运行在高比例无功补偿工况时,电池簇电流在一个二倍基频的周期中会出现两次反向,导致电池运行在高频充放电的工况,这会对电池寿命和电池状态监测造成较大的影响。为解决这一问题,提出一种基于零序电压注入的高比例无功补偿控制方法,避免了二倍基频脉动电流对电池进行高频充放电,再通过优化零序电压的幅值和相位,最大程度上降低对电池的影响。

基于电流的静止无功补偿装置电容器过电压保护

针对串联电抗器的静止无功补偿装置中电容器两端未安装电压互感器导致不能精准实现电容器过电压保护的问题,提出了一种基于电流的并联电容器谐波过电压保护方法。首先,采集电容器两端的电流,利用傅里叶算法计算各次谐波电流;其次,推导电容器基波、谐波电流与电压的关系,依据所推导公式计算电容器两端各次谐波电压;最后,通过仿真软件对文中推导公式进行验证,并阐述了继电保护装置实现电容器谐波过电压保护的方法。结果证明该方法理论推导与实际仿真结果相符,提高了电容器过电压保护可靠性。

考虑碳交易和无功补偿的分布式电源优化配置

“双碳”背景下,在规划分布式电源时引入碳交易和无功补偿机制是实现电力系统低碳化、稳定化的重要手段。为此,提出一种考虑碳交易和无功补偿的分布式电源优化配置方法。首先,引入碳交易机制,建立碳交易成本计算模型。其次,建立考虑碳交易和无功补偿的分布式电源双层优化配置模型,上层以年综合成本为优化目标,决策变量为光伏和燃气轮机接入配电网中的位置及容量;下层以系统网损、电压偏移量、节点电压稳定裕度为优化目标,决策变量为无功补偿电容器在配电网中的位置和容量。最后,通过改进的自适应遗传算法对优化配置模型进行求解。结合IEEE33节点构造的算例进行仿真分析,结果表明,该模型可在保证系统经济性和环保性的基础上有效降低网损,并提高系统电压的稳定性。

基于“先无功–后有功”功率补偿的配电网电压协同控制策略

整县分布式光伏电源的大量开发与利用及分布式电源规模化并网对实现“碳达峰、碳中和”与“乡村振兴”两大国家战略具有重要的现实意义。由于分布式电源发电尖峰和低谷阶段与负荷峰谷时常不同步,进而导致配电系统过/欠电压问题,严重影响了电能质量,甚至威胁系统安全。针对上述问题,本文提出一种基于“先无功–后有功”功率补偿的配电网层级式电压协同控制策略。首先,建立基于“先无功–后有功”功率补偿的配电网层级式电压协同控制框架。其次,结合多微电网节点注入电流与电压的方程与功率–电压灵敏度分析,根据多节点电压越限程度,提出一种基于“先无功–后有功”功率补偿的多智能体协同调节策略,该策略先通过无功补偿器进行无功调节,当电压尚未得到有效治理时,再采用多微电网进行有功调节。再次,为了进一步满足各节点微电网有功功率调节需求,并考虑电网内部源–荷–储运行成本与污染排放,提出一种基于多目标优化的微电网内部分布式源–荷–储优化协调功率控制策略。最后,在MATLAB平台中设计了3种仿真场景以及IEEE测试系统模型对所提控制策略进行了验证。结果表明,所提出的电压协同控制方法在最经济的情况下可以实现各节点电压的综合高效治理,同时,所提出的微电网优化协调功率控制策略能使源–荷–储在绿色经济的供电模式下实时精准地满足电压治理目标下微电网有功调节的需求。仿真实验结果验证了本文所提控制策略的有效性。

考虑主变电所资源共享的城市轨道交通供电系统无功补偿方案

[目的]当城市轨道交通供电系统的主变电所资源共享时,能够节省供电系统的投资成本。在此背景下,为使PCC(公共连接点)的功率因数达到标准,需要对不同阶段的主变电所资源共享无功补偿方案进行研究。[方法]以某城市地铁线路的供电系统为例,根据行车计划和供电系统结构,推算出PCC处在全日功率因数达标的情况下,主变电所资源共享前后的最小无功功率补偿量。提出考虑主变电所资源共享的无功补偿设置方案,以主变电所资源共享前后的最小无功功率补偿量满足补偿需求为基础,以SVG(静止无功发生器)容量最小为目标,确定SVG和电抗器或电容器的安装容量。[结果及结论]在案例线路的供电系统中,1#主变电所主变压器供电分区无功补偿装置的实际配置为:电抗器容量为6.0 Mvar;SVG容量为1.0 Mvar;2#主变压器供电分区无功补偿装置的配置为:电抗器容量为3.0 Mvar;SVG容量为0.5 Mvar。所提供电系统无功补偿方案将总计容量为9.0 Mvar的SVG装置替换成电抗器,在满足无功补偿需求的同时降低了投资成本。

构网型无功补偿抑制新能源送端暂态过电压

电网换相换流器型高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)是新能源大规模并网、远距离外送的关键。而直流闭锁、换相失败等故障可能导致送端短时无功过剩并引发暂态过电压,危及运行安全。文中突破传统基于电压-电流级联控制的电流源外特性快速无功补偿装置的技术原理,提出一种应用构网型无功补偿装置(grid-forming based reactive power compensation device,GFM-RPC)抑制新能源送端暂态过电压的方法,构建基于微分-代数关系的电压动态分析模型,阐明GFM-RPC抑制暂态过电压机理,并分析GFM-RPC相比现有基于静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)抑制暂态过电压方法的优势。利用仿真验证GFM-RPC抑制新能源送端暂态过电压的效果,并分析主要参数对过电压抑制效果的影响。研究表明,STATCOM这类电流源外特性的无功补偿装置在直流输电系统故障瞬间呈现出恶化电压动态的“反调”特性,而GFM-RPC能够克服这种“反调”特性,并且通过合理的参数配置可以进一步抑制电压幅值的超调量。

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。

220 kV变压器低压侧10 kV无功补偿装置电容器绝缘故障分析

电容器无功补偿对提高系统的电压稳定、降低输电线损及变电损耗起着重要的作用。针对某220kV变电站10kV系统发生的电容器外熔断器保护全部熔断及本体烧毁事故,基于故障电容器的解剖情况,分析了电容器绝缘损坏的主要原因以及故障进一步扩大的原因,计算分析发现电容器不平衡保护整定值不合理性,并通过仿真软件PSCAD/EMTDC复现故障过程,验证故障结果,最后为避免故障再次发生提出了相应的处理建议,保证电容器的正常运行。

无功补偿技术在矿井供电系统中的应用

本文以某矿井工程为例,首先,对煤矿区的电能质量进行了电能质量测试设备的测量。测量结果显示,在三相区域内,矿区出现了相对稳定的状态。同时发现整个系统存在着功率因数偏低、无功波动变化幅度大以及谐波电流含量较高等问题。其次,对煤矿的无功补偿需求进行了分析,并设计了相关的无功补偿装置。最后,对比TCR型SVC和MC R型SVC的测试,以评估其在煤矿无功补偿中的效果。研究结果表明,无功补偿技术在煤矿电力系统中具有重要的应用价值。

新能源基地柔性直流外送系统无功补偿设备配置方法研究

大规模风光新能源基地通过柔性直流(VSC-HVDC)外送是我国新能源发电上网的重要方式之一。因新能源基地电压支撑能力弱,导致系统稳定性受到严重影响,静止同步补偿器(STATCOM)和调相机配置是提高系统稳定性的有效手段。提出了含STATCOM和调相机的两阶段配置方法:阶段1通过配置STATCOM实现系统侧的电压支撑;阶段2通过配置调相机保证系统的暂态稳定性。基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了新能源基地VSC-HVDC外送系统仿真模型,通过模型仿真,验证了所提方法的有效性和合理性。

基于无功补偿的矿井供电节能耗技术研究

针对矿井中输电线路由于距离过长,而产生的电能损耗以及线路老化等问题,在线路中并入无功补偿装置,可起到节能降损的作用。通过对不同类型的无功补偿方式和无功补偿设备进行分析,结合供配电系统的实际需求,制定合理的无功补偿方案,可取得较好的效果。通过北辛窑矿实际应用,结果表明:应用静态无功补偿装置后,能源消耗量从210 kg降至118 kg,供电线损率从11.6%降至8.9%。

智能无功补偿技术在电力自动化中的应用

本文首先介绍了智能无功补偿的概念,然后对智能无功补偿技术在电力自动化中的应用优点进行了详细介绍,最后对智能无功补偿技术在电力自动化中的应用要点进行了深入分析。一定程度上降低了系统的无功能耗,保证电网供电质量的同时也提高了电网的经济效益,促进了电力行业的健康发展。

配网无功补偿方法在新型电力系统中的应用研究

在拥有大量分布式能源的新型电力系统中,寻找合理的无功补偿装置以提高负荷电压稳定性非常重要。本文针对无功补偿装置类型选择问题,提出了一种在配电网中使用SVC和STATCOM的联合补偿方法,并利用MATLAB针对无功补偿开关点选择问题提出了一种改进的灵敏度算法,以选择最佳补偿点。研究结果证实,应用于实际配电网时,无源配电网的负荷电压增加4%~13%,有源配电网的负荷电压增加6%~40%。结果表明,使用改进灵敏度算法的联合补偿方法可以应用于无源和有源配电网,并为研究无功补偿器的配置方法提供了一个新思路。

动态无功补偿设备支撑高比例新能源系统电压稳定能力分析

针对高比例新能源接入区域的电压稳定性问题,结合新能源出力间隙性和新能源机组暂态无功电压调节能力弱等特征,从新能源渗透率和新能源接入点电网强度分析高比例新能源接入区域的电压失稳影响机理,阐述SVC、SVG、调相机、分布式调相机动态无功设备输出特性,对比分析高比例新能源场景下4种无功补偿设备的支撑能力。以湘南新能源接入区域为研究场景,分析同一新能源渗透率和不同新能源渗透率故障工况算例下无功补偿设备的支撑效果,验证所提观点的正确性。