10 kV混合串并联电容器补偿装置及其工程应用

在详细分析了10 kV配电线路串联电容器补偿和并联电容器补偿的工作原理、主要组成及其优缺点后,针对它们的优缺点,提出了一种10 kV混合串并联电容器补偿装置,阐述了该装置的主要组成和串并联电容器的容量计算规则。最后介绍了一个采用混合串并联电容器补偿技术的工程实例。

10 kV配电线路串、并联混合电容器补偿技术研究

由于串联补偿电容器串联在线路中,存在和负载中的电机产生谐振的问题,为了解决这个问题,设计的串补度往往不能过高,否则影响补偿效果。本文提出了一种适合 10 kV 配电线路的串、并联混合电容器补偿技术。详细研究了其基本工作原理、推导出了补偿电压和补偿无功功率的公式、分析了串联和并练补偿电容器的相对位置对补偿效果的影响;提出了并联和串联补偿容量的确定策略;通过对一回实际 10 kV 线路的补偿设计和计算机仿真计算,进一步阐述了容量设计策略,并验证了理论分析的正确性。最后介绍了应用该技术的一个实际工程案例。

串并联型超级电容器储能系统在风力发电中的应用

基于超级电容器的串并联型储能系统可同时双向大范围快速调节有功功率和无功功率。为提高风力发电系统稳定性和改善电能质量,提出了一种将串并联型超级电容器储能系统应用于基于异步发电机的风力发电系统的新思路,建立了基于等效电路的超级电容器储能系统的动态数学模型,设计了相应的控制策略,并以随机风和电网大扰动为例,在Matlab的Simulink环境下对采用串并联型超级电容器储能系统对并网风力发电机组的电能质量和稳定性问题进行仿真。结果表明采用该控制策略的超级电容器储能系统可很好地改善并网风力发电机组的电能质量和稳定性。

有源电力滤波和电容器组混合补偿技术的研究

针对含有大量无功功率和谐波较高的场合,提出了由有源电力滤波器(APF)和电容器组成的混合补偿系统。通过负载电流检测和复合电流检测的方式分析了混合系统的幅频特性。通过对APF单独补偿、及混合系统补偿进行仿真,验证了混合补偿系统的有效性。在钢厂的实际应用验证了混合补偿系统可行性。

超级电容器系统在改善并网风电场输出中的应用

为提高并网风电场输出的稳定性、降低风电场对电网的冲击,文中提出了基于统一控制策略的串并联型超级电容器储能系统(super capacitor energy storage system,SCESS)改善并网风电场输出稳定性的方法。研究了超级电容器的等效模型及其工作原理,设计了串并联型SCESS的统一控制策略,并以风电场阵风扰动和出口三相短路故障为例,在PSCAD/EMTDC软件中进行了仿真分析。仿真结果表明,采用该控制策略的超级电容器储能系统能够在大的风速扰动和三相短路故障下平滑风电场的功率输出,降低风电场对电网的冲击。

新型并联混合无功补偿系统及其协调运行方法

为了满足用户日益严格的电能质量要求,迫切需要在电网中增加相应的无功补偿装置。本文针对目前变电站采用电容器投切效果不理想、无功配置不合理等问题,提出了以静止无功补偿器(D-STATCOM)结合多组晶闸管投切电容器(TSC)的并联混合无功补偿系统,并对混合系统的工作原理进行了分析。在此基础上,为了协调连续与离散子系统的联合运行,提出了基于模糊专家决策系统的二级控制策略。并进行了实验研究,研究结果证明了控制策略的可行性和正确性。

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。

并联混合型有源电力滤波器稳定性及控制方法

分析了由并联型有源电力滤波器(parallel active power filter,PAPF)和并联电容器组成的混合补偿系统的系统稳定性。分析表明采用传统的PAPF控制方式时,当PAPF检测的负载电流中不包含并联电容器的电流时,混合补偿系统稳定,并且有理想的谐波补偿效果;当PAPF检测的负载电流中包含并联电容器的电流时,此时混合系统存在稳定性和谐波抑制效果之间的矛盾。实际系统中检测的负载电流中包含并联电容器电流的情况有时是不可避免的,针对这种情况提出一种同时检测负载电流和电源电压来控制PAPF输出电流的控制方案,该控制方案可以使系统变稳定,并且具有理想的谐波补偿效果。最后给出了仿真和实验验证结果。

风电场混合无功功率补偿系统及其控制策略研究

受风电机组、变压器及线路的感性无功需求影响,现有风电场多需加装无功补偿装置,装置成本与补偿效果间的矛盾则是左右补偿装置类型选取的关键因素。提出采用电容器组与静止无功补偿器构成混合无功补偿系统。该补偿系统可在电网正常时协调电容器组与静止无功补偿器,实现并网点无功功率的实时、连续控制,有效提高并网点电压质量;在故障及故障恢复时刻,提高并网点电压支撑能力,减少电压恢复时间,协助风电场实现低电压穿越。在详细阐述混合补偿系统原理、结构基础上,以接入地区配电网的风电场为例,构建仿真模型并进行计算分析,所得结果验证了所提出的混合无功补偿思想的可行性与有效性。

并联混合型有源电力滤波器稳定性分析与控制

通过建立由并联型有源电力滤波器(SAPF)和并联电容器所组成的2种不同结构混合补偿系统的模型,分析了2种系统的稳定性。在此基础上,指出普通控制方式下的Ⅰ型系统是稳定的,且在投入SAPF以后可以较好地抑制谐振,但会存在"补偿盲区",通过复合控制消除该"补偿盲区",改善Ⅰ型系统的补偿效果。而如果在Ⅱ型系统中采用普通控制方式,系统会因为正反馈而不稳定,通过引入谐波频段有源阻尼的方法提高系统的稳定性,获得期望的补偿效果。Matlab/Simulink下的仿真结果证明了上述理论分析的正确性和所提方法的有效性。

N+1混合无功补偿系统的研究

提出了一种采用N组电容器和1台静止无功补偿器构成的N+1混合无功补偿系统,电容器组采用2进制编码。给出了2进编码电容器组的投切策略和基于瞬时无功功率理论的静止无功补偿器的控制方法。与传统的电容器无功补偿结构相比,该混合补偿结构可实现连续无功补偿;与单独的静止无功补偿器相比,可大大降低成本。无功补偿案例的仿真结果验证了上述系统和方案的正确性和有效性。

基于SVG混合补偿的单晶炉功率因数提高

针对某单晶硅生产车间配电网的功率因数偏低,以及电压波动的情况进行分析,在此前提下,比较了两种混合补偿的解决方案,并提出了采用静止无功发生器(SVG)对电容器投切装置进行纠正补偿的方法。利用MATLAB/Sinmulink仿真软件,搭建了混合补偿系统的模型,进行仿真验证,同时设计了SVG装置并应用于单晶硅生产车间。仿真和实验结果表明,电网功率因数能提高到0.99以上,所设计的静止无功发生器可有效提高单晶硅生产车间配电网的功率因数,且具有较好的动态性能。

一种低压混合型无功补偿设备的研究

目前配网低压台区无功补偿配置不足,并且配置的无功补偿设备多为单一的干式电容器或者金属化自愈式电容器,上述电容器易损坏且可靠性低,不能满足低压台区的无功补偿需要。鉴于上述情况,本文研究了一种低压混合型无功补偿设备,该设备既具有无功补偿功能,又可以滤除线路上的谐波。本文研究的低压混合型无功补偿设备可以弥补市场上低压无功补偿的不足,并且具有较高的可靠性,为低压台区的无功补偿提供了保障。

基于补偿设备混合配置策略的电力系统无功规划

为满足电力系统在稳态运行条件下和暂态过程中的多种电压稳定性约束要求,根据现有无功补偿设备所具有的动态、静态不同的特性,基于模糊聚类法、动态电力系统理论和优化方法,研究了电力系统不同的运行方式下混合配置并联电容器组、SVC的无功规划模型及方法.在IEEE30节点系统算例分析中,首先基于模糊聚类理论及最优化理论采用成本较低的并联电容器组进行满足静态稳定约束的无功规划;然后利用SVC的快速响应特性,基于动态电力系统的理论模型进一步实现了不同工况下考虑严重故障后短期稳定约束的电力系统无功规划.算例分析表明,有效配置多种类型的无功补偿设备资源,能够在保证经济性的同时,实现满足不同稳定约束要求的无功规划.

超级电容-铅酸蓄电池混合储能的太阳能充电器

独立型太阳能照明系统存在铅酸蓄电池使用寿命短且弱光条件下系统充电能力不足的缺点,为了改进系统性能,文中设计了基于超级电容-铅酸蓄电池混合储能的太阳能充电器,采用UC3909智能管理芯片实现对铅酸蓄电池具有温度补偿功能的的四阶段充电管理;并利用超级电容器组及升降压转换电路实现弱光充电功能,优化铅酸蓄电池充放电过程,提高系统效率及稳定性。

低压配电网混合无功补偿装置研究

针对无功功率不足引起的系统功率因数降低、电压降落和闪变等问题,结合晶闸管投切并联电容器(TSC)和配电网静止无功发生器(D-STATCOM)的补偿特性,研究了一种混合无功补偿装置。装置以离散子系统TSC来补偿大部分感性无功功率,以连续子系统D-STATCOM来补偿TSC过补或欠补的剩余无功功率,进而结合一种新的综合补偿判据,通过中枢控制实现无功的精确调节,最后通过MATLAB/SIMULINK仿真及工程实例验证了混合无功补偿装置补偿效果的优越性。

电网混合型无功补偿系统

随着电网对无功补偿的要求越来越高,为了对无功功率进行精确补偿,将晶闸管投切电容器TSC和静止无功发生器SVG相结合,设计了一种混合型无功补偿系统。该系统由TSC、SVG和无功补偿控制器组成,TSC用于无功功率的大范围粗略补偿,SVG则用于无功功率的精确补偿,无功补偿控制器用于实时电压、

用于无功补偿的混合式中高压开关的研究

针对电力系统中无功补偿的需要,提出了一种高速开关与功率二极管并联的混合式中高压开关,来解决在电力系统中投切无功补偿电容器组所产生的暂态涌流和过电压问题。介绍了混合式开关的基本结构和工作原理,并详细分析了在整个投切过程中混合式开关具体的电流转移过程,以及如何利用二极管的自然过零特性来与高速开关动作配合。建立了暂态模型进行仿真验证和实验验证。与普通真空开关对比,验证了混合式开关对于投切电容器组暂态过程的抑制,并针对不同电容器组的连接方式进行了投切策略的讨论。结果证明,利用混合式中高压开关在投切无功补偿电容器组时,可以极大减小所产生的涌流和过电压,验证了混合式开关的有效性和可靠性。

基于STATCOM与TSC混合无功补偿系统的设计仿真

根据TSC能够提供大容量的容性无功容量,实现无功功率的粗略补偿,STATCOM能够提供小容量的感性与容性无功容量,实现无功功率精确补偿思想,设计了基于STATCOM与TSC协同运行的混合无功补偿装置。首先提出了混合无功补偿系统的电路结构,通过选择TSC支路结构、电容器分组方法与STATCOM间接电流控制策略制定了该装置的工作方案。接着通过对TSC电容器、电抗器与晶闸管的参数选择,设计了总控制器控制方案。最后搭建了TSC+STATCOM装置的控制模块与主电路,对TSC+STATCOM装置投运电网系统前后进行了仿真,仿真结果验证了TSC+STATCOM无功补偿装置在提高功率因数、抑制自身谐波含量、稳定系统电压等方面均能达到理想的效果。

一种基于类电磁粒子群混合算法的无功补偿优化方法

降低配电系统成本,提升电力系统性能是电力系统发展过程中始终伴随的问题,电容器组的安装位置和尺寸是配电网无功补偿中的重要问题。文中基于类电磁算法和粒子群算法提出了一种混合优化算法,并应用到无功补偿的电容器配置问题中。该算法利用类电磁算法较强的方向性优势,弥补了粒子群算法容易陷入局部最优解的问题,并显著提高了算法的收敛速度。针对电容器组最佳位置选取和容量问题,选取了常用的IEEE 34节点和IEEE 85节点配电网测试系统。利用该算法作为优化目标函数,并与其他算法进行了全面的对比。结果表明,该算法在优化电容器安装问题和降低配电网损耗方面具有较好的性能。