湖南电网新型动态无功补偿技术应用前景

针对湖南发展特高压电网面临的动态无功支撑不足问题,结合无功补偿技术发展趋势,探讨湖南电网新增动态无功补偿的技术路线。通过FC、调相机、SVC、SVG四类技术的对比分析以及国内类似工程案例的实践总结,重点开展了新增调相机与新增SVG方案的分析论证。仿真结果表明,SVG动态无功支撑效果略逊于调相机的效果,但在动态无功与短路电流协同控制方面具有独到优势。     

调相机运行特性和控制策略综述

调相机作为无功补偿设备广泛加装于特高压直流输电工程,能有效解决电力系统无功支撑能力不足的问题。本文首先系统分析调相机的数学模型,提炼出调相机动态性能优化的电气参数。通过仿真及实际工程的应用效果验证了调相机的良好的无功出力特性。然后将调相机与其他无功补偿设备进行比较,说明了调相机具备更强的暂态无功输出与电压支撑能力。在此基础上,详细阐述了现有调相机无功电压控制策略,并分析了不同控制策略的优缺点。最后,结合当前电网对同步调相机组的要求,探讨了未来同步调相机发展需要研究的关键技术。     

常规直流送端近区电网中调相机和柔性直流的无功协调控制

在我国电网异步互联与新能源基地能源外送的需求下，我国将形成送端为常规直流同时接有调相机和柔性直流的输电系统。针对此系统，探讨了调相机和柔性直流的无功控制机理，比较了两者的无功响应特性，分析发现柔性直流过补偿无功会增大换相失败风险，而且调相机的无功调节容量利用也不充分。基于此，提出了一种调相机和柔性直流的无功协调控制策略，其目的在于加快柔性直流无功响应速度，缓解其无功过补偿问题，进而降低换相失败风险，同时提升调相机无功调节容量利用率。最后，典型算例仿真结果表明，所提无功协调控制策略可充分利用调相机的无功调节容量，抑制故障瞬间的暂态低电压，降低故障切除后换相失败的风险。     

分布式调相机励磁系统参数优化模型研究

可再生能源大多位于偏远地带,跨区外送时抵御系统冲击能力较弱,为了提高系统运行可靠性,以分布式调相机为无功补偿设备,研究励磁参数对调相机动态特性的影响.首先分析调相机输出无功的数学模型,确定反映调相机动态无功特性的评价指标—有效无功电流增益,基于该指标的频域灵敏度分析,来获取影响调相机动态特性的关键励磁参数及优化规律.以...     

新型分布式调相机动态性能参数自适应优化

高比例风光新能源并网面临着暂动态无功、系统短路容量和转动惯量不足。提出了在新能源发电侧配置新型分布式调相机的解决方案。其中,调相机的暂动态参数对于确保其无功补偿响应速度和效果非常重要。通过研究调相机的设计变量对关键参数的影响,建立了采用自适应调节的电磁方案高效寻优方法。通过方案自动设计寻优获得了暂动态参数优越的调相机优选方案。通过型式试验对该设计方案进行了充分验证,结果表明,该新型分布式调相机暂动态能力能够满足电网的要求。     

调相机接入对浙江电网的影响研究

随着交直流混联电网的不断发展,交直流系统交互响应特性日趋复杂,引入调相机等动态无功补偿装置以提升电网稳定性已成为当前研究热点。基于浙江交直流电网基本运行特征,分析了两大特高压直流落点金华、绍兴换流站加装调相机对电网安全稳定水平的影响。分别针对交流系统故障及直流系统故障2种工况,通过对比调相机接入前后电压响应特性,分析了调相机在特高压交直流系统故障中的作用。仿真结果表明:调相机的接入有利于提高直流系统换相失败抵御能力,缩小事故中交流电网电压波动范围,提升事故后地区电压稳定水平。     

调相机无功调节在弱电网侧应用分析

随着特高压直流远距离输电技术的推广应用,"强直弱交"现象日益明显,交流电网短路容量降低,电网抗无功冲击和电压稳定问题日益突出,对换流站稳定运行产生很大影响,增加了换相失败概率。针对调相机的动态无功补偿、提高系统短路容量等特性,国家电网公司对调相机的应用提出了新的要求。对调相机应用背景、调相机无功调节原理、控制功能策略及在换流站无功传输和电压稳定方面优越性等进行分析,提出目前调相机应用存在的缺陷,以便后期研究不断完善。     

大型调相机励磁与无功电压协调控制策略探讨

特高压直流站装设的大型调相机本质上是一台挂网运行且不带机械负荷的同步电动机,其励磁控制与无功电压综合控制的目的是为换流站交流母线提供快速、大额的动态和暂态无功电压支撑。在此分析了大型调相机与常规发电机励磁主环和辅环控制方面的差异,提出了励磁系统调差和低励限制等的配置方法、参数整定原则。针对调相机定位于快速动态和暂态无功电压支撑而不承担换流站无功基荷的特点,提出了一种基于励磁AVR的调相机综合无功电压控制方法,既可以保证调相机在AVR模式下具有快速响应能力,又能保证其长期稳态运行在设定无功目标。此处提出的励磁控制策略和无功电压综合控制策略可供换流站大型调相机励磁系统设计参考。     

调相机与特高压直流换流站交流滤波器的协调控制策略

在特高压直流换流站配置同步调相机可以给交流电网提供动态支撑、提高系统稳定性,但当前调相机与换流站交流滤波器均为单独控制,两者之间缺乏合理的协调配合。针对此问题,考虑调相机与换流站交流滤波器现有的控制策略及特性,提出一种稳态无功功率协调控制策略。于两者控制系统之间实现数据交互,在确保不影响调相机对交流电网动态支撑作用的前提下,直流控制系统调用调相机稳态无功容量的一部分,与换流站交流滤波器配合进行无功功率平衡控制,充分发挥了调相机的无功补偿作用。最后,通过仿真验证了该策略的有效性。     

采用定子控制绕组的转子储能调相机

当前越来越多的电源和负荷设备采用电力电子技术并网,降低了电力系统固有的旋转同步和动态电压维持能力,因而需增设一定的同步调相机进行补偿。传统同步调相机的调节能力相对有限,为此,提出了一种新型调相机,增设了一组定子控制绕组,并设计相应的控制器,在多种运行状态下采取不同的控制模式,通过换流器对定子控制绕组的调节,从而灵活控制转子转速与转子旋转储能,扩大了调相机在电力系统动态过程中对有功功率和电网频率的干预能力。最终通过仿真实验验证了该新型调相机的可行性和有效性。