Features of A New 500 kVAR Static VAR Generator

The paper briefly describes the main features of a new 500 kVAR static VAR generator designed and manufactured by NAm for industrial test and trial

20 Mvar静止无功发生器(SVG)控制器的设计

介绍２０ Ｍｖａｒ 静止无功发生器的控制器设计，包括硬件结构、控制策略等。该装置基于ＤＳＰ开发，采用瞬时电量定义及精心选择的各类高速数字芯片，加速了数据采集和处理。动模试验证明该控制器的高可靠性、高脉冲精度，具有一定的通用性。

20Mvar静止无功发生器(SVG)控制器的设计

介绍了２０ Ｍｖａｒ 静止无功发生器控制器的设计。通过动模实验证明，该控制器可靠性高，脉冲精度高，完全满足ＳＶＧ快速控制的要求，具有广阔的应用前景。

±20MVar静止无功发生器(ASVG)的研制

介绍国内第一台用于工业运行的基于大功率门极可关断晶闸管（GTO）电压源送变器的先进静止无功发生器（ASVG）。该装置由清华大学和河南省电力工业局联合研制，于1999年5月并网运行。

补偿不平衡负载的HC-SVG相间电压平衡控制与直流电压取值分析

针对由中点钳位型(neutral-point clamped,NPC)功率单元和H桥级联型(cascade H-bridge,CHB)功率单元构成的混合级联型静止无功发生器(hybrid cascade static var generator,HC-SVG)在补偿不平衡负载时产生的CHB功率单元相间电压失衡问题,提出一种基于零序电压前馈的CHB功率单元相间电压平衡控制方法,并对零序电压注入后HC-SVG直流侧电压取值进行分析。首先,分析CHB功率单元承担基波电压分量与HC-SVG输出基波电压的关系。推导HC-SVG补偿不平衡负载时CHB功率单元相间电压平衡所需的零序电压,建立零序电压前馈控制。其次,基于零序电压与补偿电流的解析关系,讨论补偿电流不平衡度与HC-SVG直流侧电压取值之间的约束关系。以6 kV/3 Mvar装置为算例,进行直流侧电压的取值分析。并与星接CHB-SVG进行对比,揭示补偿不平衡负载时HC-SVG所需直流电压低的特点。仿真验证了相间电压平衡控制与直流电压取值分析的有效性。

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。

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。

抑制新能源次/超同步振荡的SVG鲁棒自适应控制参数设计方法

现有抑制新能源次/超同步振荡的静止无功发生器(SVG)控制设计方法大多针对单一运行场景,难以确保运行工况变化下系统的小干扰鲁棒稳定性。为此,提出了一种抑制新能源次/超同步振荡的SVG鲁棒自适应控制参数设计方法。论证了短路比(SCR)可用于评估运行工况变化下含SVG的新能源并网系统小干扰稳定裕度;基于短路比分析方法,发现了代表系统小干扰稳定性最差的关键运行工况;基于H_(∞)控制理论,提出了一种关键运行工况下SVG控制参数鲁棒自适应设计方法。该方法能确保含SVG的新能源并网系统在运行工况变化下系统的小干扰鲁棒稳定性。

基于LADRC的双馈风机与SVG协调控制的并网系统研究

为了解决双馈风机(doubly fed induction generator,DFIG)在并网或运行时给电网带来的稳定性问题,提出了静止无功发生器(static var generator,SVG)与DFIG协同补偿无功的方法,并在此基础上通过线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)代替传统的PI控制来控制变流器,以及加装超级电容储能对DFIG的变流器直流侧控制进行优化。最后结合风电场的实际情况,在MATLAB中搭建了使用LADRC的含超级电容的双馈风机并网模型,并对其并网时的交直流波动以及无功功率的传输进行了仿真分析,实验结果验证了该控制策略可以提高双馈风机稳定运行的能力,解决功率波动时变流器交直流侧功率不平衡的问题,与SVG的协同控制策略可以提高系统的低电压穿越能力,提高了整个风力发电系统的稳定性。

基于小型SVG电气柜的散热分析

为了满足各种控制需要,利用静止无功补偿电气柜实现高度集成化、小型化,导致电气柜内部发热元件数量增加,散热空间缩小。针对发热问题,选择一种合适的散热方式,并根据产品设计要求调整优化散热方案,使温度降低至正常范围内,以解决静止无功补偿电气柜发热问题。

基于模型预测控制的全功率变速抽水蓄能与SVG功率协调控制

全功率变速抽水蓄能机组(FSC-VSPSU)通过背靠背变流器接入电网,具有功率快速可调、有功无功独立解耦的优点,在近年来得到了广泛关注。由于新能源场站具有波动性,通常配置静止无功发生器(SVG)来维持系统电压稳定。针对SVG易出现容量不足的状况,研究FSC-VSPSU与SVG功率协调控制。分析了FSC-VSPSU与SVG无功调节特性,提出了基于模型预测控制的功率协调控制策略。采用模型预测控制协调响应时间不同的FSC-VSPSU与SVG,通过电压灵敏度计算无功和电压的关系,建立以并网点电压、FSC-VSPSU电压偏差最小以及SVG无功储备最大为目标的模型预测控制(MPC)问题数学模型,求解得到FSC-VSPSU与SVG功率参考值。通过仿真验证了所提模型预测控制的可行性以及其相较于下垂控制的优越性。

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。

直挂SVG电网适应性RTDS测试技术研究

传统中高压大容量直挂式静止无功发生器(SVG)电网适应性测试存在成本高、效率低、周期长的问题,研究采用基于实时数字仿真器(RTDS)的直挂SVG电网适应性测试技术,建立面向直挂SVG的RTDS电网适应性试验平台并开展电网适应性测试,具有快速、低成本、可重复性开展试验等优点。试验结果表明:该平台可以对SVG电网适应性性能开展测试验证,可以加快SVG产品的优化及选代升级速度。

基于角接SVG治理电网背景电压不平衡

为解决电网背景电压不平衡对重要精密负荷正常工作的影响,这里提出一种基于角接静止无功发生器(SVG)装置治理电网背景电压不平衡的控制方法,通过理论分析、控制算法设计和样机测试验证等方法确认该技术方法的正确性和可行性。最终确认使用所提出的基于角接SVG装置治理电网背景电压不平衡的方法可以有效解决电网背景电压不平衡的问题,实现电力用户接入点三相电压基本平衡,保证电机类等重要精密负荷正常稳定工作。

含SVG的光伏场站阻抗建模与高频振荡风险分析

基于级联H桥电路的静止无功发生器(SVG)具有快速的动态无功支撑能力,是大型光伏场站常用的无功补偿设备。同时,由于SVG的控制带宽相对较大,控制作用所影响频段范围相对较宽,SVG在千赫兹以上的高频段仍可能具有负阻特性,使得含SVG的光伏场站面临更高频段范围的高频振荡风险。然而,现有研究重点关注新能源在2.5 Hz~1 kHz频段范围内的阻抗特性,无法评估1 kHz以上的高频振荡风险。同时,多种高频段附加控制策略和多种运行方式使得光伏场站的高频振荡分析进一步复杂化。首先,围绕含SVG的光伏场站高频振荡问题,建立了计及多类型附加控制策略影响下光伏机组和SVG的高频通用阻抗模型;进而,深入分析了光伏场站的高频段阻抗特性及其高频段负阻尼的影响因素,提出了含SVG的光伏场站面临的典型高频振荡风险;最后,针对四川某光伏场站开展电磁暂态仿真,对所做研究内容进行了验证。

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。

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。

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。

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。