Design to conditioning circuits of dynamic compensation of reactive power in the intelligence voltage controller

The paper introduces one design idea that making use of SCM to control Real-timely the dynamic compensation of reactive power.Firstly,design one Circuit to Sample the voltage and current,and by these datas we can easily calculate the power factor,and Voltage controller in the microcontroller to determine whether input the compensation capacitance according to the size of power factor,the paper also analyzes the principle of capacitance compensation and calculation method. Dynamic compensation for the entire process is quick and accurate.

Energy Efficiency of Reactive Dynamic Compensators

A parameter that allows an evaluation of power quality transmitted, or distributed, between energy source and the final user is electric system power factor. Among other aspects, a bigger power factor, close to unit value, relieves operational conditions of lines and cables, besides, it improves feeder＇s voltage behavior. Due to load variation along the day, the dynamic compensation of power factor allows maintaining this parameter close to the ideal. This paper brings a study about a reactive dynamic compensator based on the voltage control in a capacitive element, varying the reactive energy in accordance with the system demand, everything from the energy efficiency point of view. In distribution systems, the losses due to this variable compensation can be lower than in other compensation methods and also the voltage presents a better behavior, justifying its application.

含电动汽车和光伏的配电网演化动态博弈调度策略

针对大规模电动汽车的无序充电行为可能导致电网出现的三相不平衡问题,基于演化动态博弈模型,提出一种考虑三相负荷平衡和光伏消纳的电动汽车充电调度策略。首先,基于电动汽车接入时段的主观性以及光伏出力和负荷的不确定性,引入游牧集群和定居集群之间的演化动态博弈方程;然后,考虑用户侧和电网侧双方利益关系,设计以最小化电动汽车充电费用、三相负荷不平衡度和无功需求为目标的调度优化模型;最后,通过对某商业区配电网算例进行仿真求解,对比分析三相有功曲线、三相无功曲线以及荷电状态曲线的变化趋势。算例结果表明,该调度策略可有效降低三相不平衡度,满足无功补偿的需求以及改善用户充电成本。

基于变流器并网的新能源外送系统功率传输能力评估

光伏、风电等清洁能源广泛采用并网变流器接入电网,评估变流器并网新能源外送系统的功率传输能力,对于保证电网正常及紧急运行工况下的清洁能源持续、稳定外送具有重要意义。该文首先分析无功补偿前后变流器并网系统的功率传输特性,掌握变流器并网系统的安全稳定传输边界。接着,对新能源外送通道开展动态热容量评估,挖掘传输通道潜在传输能力以促进清洁能源消纳。然后,统筹考虑保证并网系统及外送通道安全稳定运行的各类型约束,确定新能源最大外送能力。最后,对算例测试系统中的新能源场站开展最大外送能力评估,算例研究表明:配合无功补偿并同时利用设备动态热容量,可以提升新能源外送能力;不同电网连接强度和运行工况下,限制清洁能源外送能力的主导因素不同,需依据主导因素确定外送功率,才能确保电网的安全稳定运行。

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。

基于地铁综合监控的动态无功平衡控制研究

地铁动力及照明负荷涉及多个用电系统,每个用电系统内容不同,开启时间不定,其功率因数也不相同,电能质量很难控制。基于部分地铁供电系统公共连接点(PCC)功率因数小于0.9的现象,通过对地铁供电系统组成及负荷构成分析,对无功功率的产生、补偿容量及补偿方式的研究,广州地铁10号线结合电能质量测量数据,制定相应的治理方案。运用基于综合监控的网络化动态平衡控制进行双向补偿,实现系统呈容性时补偿感性无功,系统呈感性时补偿容性无功,确保系统不出现过补偿。运行结果证明,该方法可在消除谐波、避免谐振风险以及改善电能质量的同时,提高地铁系统的运行稳定性,保障各用电系统、电子设备、仪器仪表的正常安全运转。该方案可对同类工程实践起到参考作用。

Steady-state Voltage Security-constrained Optimal Frequency Control for Weak HVDC Sending-end AC Power Systems

Due to the fact that a high share of renewable energy sources(RESs)are connected to high-voltage direct current(HVDC)sending-end AC power systems,the voltage and frequency regulation capabilities of HVDC sending-end AC power systems have diminished.This has resulted in potential system operating problems such as overvoltage and overfrequency,which occur simultaneously when block faults exist in the HVDC link.In this study,a steady-state voltage security-constrained optimal frequency control method for weak HVDC sending-end AC power systems is proposed.The integrated virtual inertia control of RESs is employed for system frequency regulation.Additional dynamic reactive power compensation devices are utilized to control the voltage of all nodes meet voltage security constraints.Then,an optimization model that simultaneously considers the frequency and steady-state voltage security constraints for weak HVDC sending-end AC power systems is established.The optimal control scheme with the minimum total cost of generation tripping and additional dynamic reactive power compensation required is obtained through the optimization solution.Simulations are conducted on a modified IEEE 9-bus test system and practical Qing-Yu line commutated converter based HVDC(LCC-HVDC)sending-end AC power system to verify the effectiveness of the proposed method.

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。

基于SVG动态损耗模型的变电站无功补偿设备协同经济运行策略

当前静止无功补偿器(static var generator,SVG)设备损耗参数仅标注额定功率下的稳态损耗,难以在不同运行状态下实现损耗的动态精细化管理。针对变电站无功补偿设备运行损耗过大的问题,在SVG动态运行损耗模型的基础上,提出一种考虑静止无功补偿装置(static var compensator,SVC)损耗特征的协同经济运行策略,以提升变电站无功补偿设备的运行经济性。首先,对SVG动态运行损耗模型和SVC模型进行分析。然后,提出多台SVG协同经济运行的最优投运台数判据和实时功率分摊准则。最后,提出无功功率完全补偿和考虑无功补偿价值的变电站无功补偿设备协同经济运行策略。通过搭建Simulink仿真系统,验证了所提协同经济运行策略的有效性。

动态无功补偿装置电压调节增益自动优化研究

针对动态无功补偿装置电压调节器的参数仅能在一定的短路容量范围内保持快速稳定的响应,当应用于短路容量变化范围较大的新能源汇集系统时,响应可能会变得非常慢或出现振荡。提出一种动态无功补偿装置电压调节增益自动优化方法,对应用于实际工程时电压波形畸变、电流波形畸变、其他自动电压补偿装置对短路容量计算结果的影响进行了研究并提出解决方案。在RTDS中对提出的增益自动优化方法进行了仿真研究,结果表明所设计的电压调节增益自动优化方法可以根据系统需求自动调整和优化增益。

调相机在电力系统中的发展应用与动态特性

[目的]伴随以新能源为主体的能源互联网架构的构建,特高压直流输电工程成为电力输送的重要方式,电网呈现出“强直弱交”新特性。同步调相机凭借其无功响应速度快、电压支撑能力强等良好的动态特性,在应对电网“强直弱交”特性中具有独特优势。[方法]为研究调相机在特高压直流工程中的应用,总结了调相机的发展历史,介绍了火电机组改造调相机、新一代大容量调相机、分布式调相机等国内几种主要类型的调相机的发展现状,分析了调相机的工作原理和动态特性,梳理了调相机较SVC等无功补偿装置具备的优势、大容量调相机与分布式调相机各自的适用场景和现有配置策略。[结果]在PSCAD/EMTDC平台搭建含调相机的直流送出系统仿真模型,仿真验证了调相机对受端换相失败和换相失败引发的送端暂态过电压的抑制能力、调相机在滞相运行下的动态无功补偿能力。[结论]分析表明调相机可以对暂态过电压和换相失败产生良好抑制作用,滞相运行不会影响调相机的无功响应速度和动态无功支撑能力,具有参与换流站稳态补偿的工程应用前景。

低压成套无功功率补偿装置国内外标准差异研究

无功功率补偿装置是电力系统网络中不可或缺的设备,对于提高电能质量、减少谐波污染具有重要作用。为了从标准层面提升无功功率补偿装置的质量,本文立足无功功率补偿装置的产品特点,对其涌流、动态响应、谐波抑制三个关键项目进行了国内外标准分析。通过标准分析,得出了现行检测标准中存在的问题及不足,为开展低压成套无功功率补偿装置产品的认证试验提供重要技术参考。

煤矿用高压动态无功补偿装置设计及应用

随着煤矿机电设备自动化程度的不断提升,输送机、破碎机、工矿电机车等大功率电动机和大型综采设备、变频器等大量非线性负载不断投入,引起较大的无功功率消耗,导致煤矿电网功率因数、供电质量与稳定性下降,给煤矿安全生产及经济效益带来较大影响。静止无功发生器SVG(Static Var Generator)作为新一代高压动态无功补偿装置,响应速度快,配合滤波电容器FC(Filter Capacitor)兼具补偿无功、谐波和不平衡功能,对于提高煤矿电能质量具有良好的作用。对煤矿用SVG无功补偿装置系统参数进行了设计,并介绍了装置应用情况。

SVG+FC动态无功补偿装置在热轧生产线上的应用

本文以某钢厂的热轧生产线为研究对象,对该厂区35 kV母线的电能质量进行了测量分析,提出加装一套动态无功补偿装置(SVG+FC)相互协调共同补偿的技术方案。并针对该热轧生产线运行时特点,计算出了主要设备运行时系统所需要补偿的无功容量。利用仿真软件PSAF对该系统进行了仿真,结果表明该动态无功补偿装置能够对热轧生产线引起的电能质量问题进行有效治理,且补偿性能良好。

典型大容量冲击负荷电能质量治理方案

主要讨论国家电网公司对电力用户申请用电提出的电能质量要求,针对大容量冲击负荷造成并网点电能质量问题的解决方案,以低压电器大电流短路实验室特殊用电需求为案例进行讨论。研究探讨了多种大容量冲击负荷电能质量的解决方案,以为相关工程技术人员提供一定参考。

基于STATCOM的双馈风力发电机低电压穿越能力分析

为了对风电场低电压穿越(Low-Voltage Ride-Through, LVRT)动态响应特性及其治理措施进行研究,建立了双馈感应发电机(Doubly Fed Induction Generator, DFIG)风电场仿真模型,讨论了DFIG网侧和转子侧变流器控制策略,并从风机机端电压、风机直流母线电压等关键方面分析了静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator, STATCOM)在风电场低电压穿越防治中的应用有效性。分析结果表明,采用STATCOM可以显著改善风机在低电压情况的响应特性,同时STATCOM可以提供动态无功功率补偿,减轻电网低电压对风机的不利影响,有助于风机提供稳定发电能力,减少风电场停机时间和电网扰动。

同步调相机响应速度的仿真分析

新一代同步调相机由于补偿容量大、响应速度快等优势而重新获得工程应用。同步调相机响应速度快是其被推荐应用的一个关键指标,然而现有文献还没有从电磁暂态角度对其进行较为系统地仿真分析。本文先明确响应时间含义及其具体计算方法,接着搭建较为简单且直接的等值系统,并说明其参数选择的合理性。最后采用电磁暂态仿真分析方法,分别从励磁系统的同步调相机端电压参考值突变、升压变压器电网接入点电压幅值突变、电压相角突变这三个维度试图得到各自的响应时间。响应时间不能为零,无功功率从零到额定值的较为理想值能小于5.0ms。实际工程应用时,上面三个突变会同时变化,尽管其突变量值会有所不同。本文研究结论将为分析更为复杂工况的响应时间提供借鉴。

低压动态无功补偿装置设计与实现

低压动态无功补偿装置的应用能够降低电力系统负荷,有效补偿电路运行时产生的无功功率,在一定程度上避免电网损耗及受电端电压下降的问题,从而提升功率因数,改善电压质量。该文首先对低压动态无功补偿装置的总体结构与控制器结构进行设计分析,并采用接地抗干扰设计降低设备运行时的外界干扰因素,提升控制器的控制精度,优化装置的实际应用效果。

基于含分布式电源的配电网动态无功补偿优化路径探讨

随着目前国家“双碳”战略的推进,电力行业能源结构也需积极转变和调整,积极使用绿色可再生能源,促进电网结构优化升级。在当前社会经济迅速发展的背景下,各地区的用电负荷日益增多,分布式电源在配电网结构中的渗透率越来越高,给配电网的动态无功补偿配置方法提出了巨大的挑战。基于此,分析了当前动态无功补偿优化配置的研究现状,以及动态无功补偿和分布式电源的影响,提出含分布式电源配电网的动态无功补偿设备优化配置模型,以期促进我国分布式电源配电网的结构,优化目前动态无功补偿配置模式。

基于新型电力系统的新能源场站接入系统电能质量预评估

建设新型电力系统框架下高比例新能源场站的投运,将加重电能质量污染,导致损耗增加、设备损坏以及换流站直流单元闭锁等故障。通过建电能质量仿真评估技术体系,灵活应用于新能源场站入网评估,可实现电能质量问题专项分析预评估、电能质量暂态事件影响范围评估、电能质量治理技术验证评估和电能质量治理设备性能验证测试。