SVC与STATCOM建模及风电场仿真应用研究

分析、总结了SVC、STATCOM的结构、原理和控制方式,利用PSCAD分别搭建了SVC和STATCOM的模型,并结合异步风电机组系统应用,针对风速波动和接地故障时的无功补偿性能进行仿真和验证.结果表明,STATCOM在无功补偿性能上要优于SVC,但控制方式更加复杂,成本也更高.在实际工程中,根据工程预算和实际系统状况来综合比较,确定合理的补偿方案.     

STATCOM与SVC在某钢铁企业的应用选择

根据静止同步补偿器(static synchronous compensator,简称STATCOM)和静止无功补偿装置(static var compensation,简称SVC)的基本工作原理和特性,对钢铁企业4 200 kW交—交变频同步电机改造工程中的电网无功补偿提出了两套设计方案。SVC设计方案采用TCR+FC静止型动态无功补偿装置,STATCOM设计方案采用±9 Mvar的STATCOM和9 Mvar无源FC构成混合动态无功补偿装置。并且在响应速度、谐波谐振的可能性、控制的鲁棒性、功耗、占地面积、价格比等方面进行了两套方案的比较。     

SVC与桨距角控制改善异步机风电场暂态电压稳定性

研究了改善异步机风电场暂态电压稳定性的措施。基于普通异步机的恒速风电机组是目前世界上应用最为广泛的风电机组之一,由于其发出有功功率的同时吸收无功功率,会导致接入风电地区电网的电压稳定性降低。文中在DIgSILENT/PowerFactory中建立了静止无功补偿器（SVC）控制模型及风电机组桨距角控制模型,通过包含风电场的电力系统仿真计算验证了模型的有效性及其对异步机风电场与电网暂态电压稳定性的贡献。研究结果表明,在接入风电地区电网发生三相短路的大扰动故障时,SVC能够有效地帮助恒速风电机组在故障后恢复电压,提高输出的电磁功率,桨距角控制能够有效地降低恒速风电机组的输入机械功率,以上2种措施能够避免风电机组机械与电磁功率不平衡引起的异步发电机超速及电压失稳;采用SVC及风电机组桨距角控制能够改善异步机风电场的暂态电压稳定性,确保风电机组连续运行及电网安全稳定。     

STATCOM与SVC的性能比较与应用分析

分析了静止同步发生器(static synchronous compensator,STATCOM)与静止无功补偿装置(static var compensation,SVC)的工作特性与基本原理;对STATCOM与SVC的性能从多角度进行了比较。得出STATCOM具有响应速度快、控制方法先进、谐波含量少等优点,并对实际应用做了分析和介绍。指出了STATCOM是无功补偿与谐波抑制综合技术的发展方向,也是电能质量研究的重点内容。     

STATCOM对风电场低电压穿越和保护的研究

在Matlab/Simulink中建立了含异步风力机的风电场和STATCOM仿真模型。根据目前风电场接入系统保护配置,针对采用STATCOM后的异步风电场对系统保护配置影响及其存在的问题进行研究。研究表明,加装STATCOM装置可提高风机风电场的低电压穿越能力。提出了合理的改善低电压穿越和继电保护相互配合的措施,尽可能减少风力机脱网,提高电网的安全、稳定性。     

应用STATCOM提高风电场低电压穿越能力

研究了用STATCOM来提高恒速异步机风电场的低电压穿越能力。对目前风电场低电压穿越能力较低的原因以及STATCOM应用于风电场的作用机理分别进行了分析。在Matlab/Simulink中建立了含风电场和STATCOM的电力系统仿真模型,通过仿真实验验证了STATCOM在提高风电场低电压穿越能力方面所发挥的重要作用。仿真结果表明：STATCOM可以帮助风电场在电网故障后快速重建电压,抑制发电机转子加速,并且缩短了风电场的故障极限切除时间,确保了风电场连续并网运行以及电网的安全稳定。     

STATCOM改善风电场暂态电压稳定性的研究

提出了恒速异步风电机组和静止同步补偿器的数学模型,使用Matlab中的动态仿真工具Simulink建立了静止同步补偿器的控制模型,以包含风电场的单机无穷大电力系统为例进行了仿真计算,验证了静止同步补偿器对风电场暂态电压稳定性的贡献。研究结果表明：风电场发生三相短路的大扰动故障时,静止同步补偿器能够有效帮助恒速异步风电机组在故障后恢复机端电压,从而改善风电场的暂态电压稳定性,确保风电机组连续运行。     

SVC与STATCOM联合运行协调控制设计与仿真

针对静止无功补偿器（SVC）装置无法抑制电压闪变的缺点,提出了一种新型SVC与静止同步补偿器（STATCOM）构成的混杂装置以及基于模糊预测的联合运行方案,即利用小容量STATCOM抑制闪变配合大容量SVC补偿无功。对于抑制电压不平衡问题,探索了SVC分相控制的实现方法和效果。对含有混杂装置的单机无穷大系统的仿真结果验证了协调控制策略的有效性以及不平衡控制方法的正确性。     

应用STATCOM提高风电场低电压穿越能力

研究了用STATCOM来提高恒速异步机风电场的低电压穿越能力.对目前风电场低电压穿越能力较低的原因以及STATCOM应用于风电场的作用机理分别进行了分析.在Matlab/Simulink中建立了含风电场和STATCOM的电力系统仿真模型,通过仿真实验验证了STATCOM在提高风电场低电压穿越能力方面所发挥的重要作用.仿真结果表明:STATCOM可以帮助风电场在电网故障后快速重建电压,抑制发电机转子加速,并且缩短了风电场的故障极限切除时间,确保了风电场连续并网运行以及电网的安全稳定.     

电网对称故障下定速异步风电场STATCOM容量配置研究

从建立并网异步风电场简化等效模型出发,详细分析了含线路参数的大容量异步风电场暂态特性和功率特性,并在此基础上定量分析了异步风电场的临界切除时间与无功设备补偿容量间的关系,最终提出了基于风电场转矩特性和功率潮流的大容量异步风电场静止同步补偿器的容量配置方法。该配置方法可计算满足电网导则中低电压穿越要求的大容量异步风电场所需配置的最小静止同步补偿器无功补偿设备容量,并通过仿真平台验证了所提计算方法的正确性。最后对影响异步风电场的低电压穿越能力的相关因素进行了深入分析,揭示了大电网与异步风电场间电气距离与其所需配置静止同步补偿器设备容量间的关系以及静止同步补偿器配置容量对异步风电场暂态运行特性的影响。     

基于PSCAD的风电场低电压穿越无功支撑仿真研究

首先分析风电场低电压穿越(low voltage ride-through,LVRT)能力,然后介绍以双馈感应发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)为主体的风电场模型以及静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)的控制策略。最后将STATCOM和静止无功补偿器(static var compensator,SVC)分别应用到含风电场的无穷大系统中,在电力系统仿真软件PSCAD上搭建模型,并对系统故障状态进行仿真,在此基础上分析STATCOM和SVC的无功补偿特性,并对补偿效果进行比较。仿真结果表明无功补偿装置可以在系统故障后提供无功支撑,提高了风电场的低电压穿越能力,并且STATCOM无功补偿性能较SVC更优。     

基于Crowbar保护的双馈风力发电机低电压控制策略研究

针对双馈风力发电机在电压大幅骤降时投入Crowbar电路后引起直流侧过电压和动态无功补偿的问题,基于反馈线性化理论,提出了对网侧变频器进行非线性控制策略。通过协调控制STATCOM对电网进行动态无功补偿。仿真表明:网侧非线性控制器在电压骤降过程中能很好地抑制直流侧过电压;通过引入STATCOM补偿装置,很好地满足系统无功需求,证实了所提出控制策略的正确性,提高了系统的低电压穿越能力。     

STATCOM附加电压控制抑制次同步谐振的理论和仿真

提出了应用静止同步补偿器(STATCOM)附加电压控制抑制电力系统次同步谐振(SSR)的控制策略,并详细分析了其作用机理。以某典型串联补偿输电系统为实例,通过电磁暂态仿真验证了该控制策略的有效性。与利用静止无功补偿器(SVC)进行SSR抑制方案的仿真比较表明,同等容量下,应用文中提出的附加电压控制策略的STATCOM对系统SSR的抑制效果优于SVC。该方法为解决国内外输电工程所面临的SSR问题提供了参考,也为STATCOM装置的推广应用提供了依据。     

电力系统对并网风电机组承受低电压能力的要求

阐述了风电机组低电压穿越原理和相应的控制策略,在电力系统仿真分析软件DIgSILENT/Power Factory中建立了具有低电压穿越功能的双馈风电机组模型。以某地区电网为例进行仿真计算,并提出了一种确定风电机组低电压穿越参数与要求的方法。通过计算系统中所有母线依次发生短路时风电机组在短路瞬间的机端电压值,在地理接线图中标出了系统中不同母线短路时对风电机组端电压的影响程度,据此给出了风电场低电压穿越功能中的电压限制值。分析结果表明,在某些情况下要求风电机组具有很强的低电压穿越能力是不符合实际的;而在另外一些情况下则必须要求风电机组具有较好的低电压穿越能力,否则会对系统的稳定运行构成威胁。因此,应根据具体接入方案计算风电机组低电压穿越功能中的电压限值。     

SVC附加闭锁控制提高双馈风电场高电压穿越研究

为缓解风机高电压脱网对电网安全稳定运行造成的严重威胁,文中解析了集群风电基地广泛应用的静止无功补偿器(SVC)引发电压过冲的机理。SVC响应滞后及其自身物理特性缺陷,使其在电压跌落时难以提供有效容性无功支撑,而在电压恢复期向系统输出冗余容性无功。为克服SVC控制性能的这种局限性,提出一种SVC附加闭锁控制策略,主要适用于外部故障引起SVC接入点出现严重低电压的场景。该控制策略给出SVC闭锁判定条件及闭锁后SVC重新投入条件,避免"错位补偿",有效降低SVC引发非故障风机并网点高电压的威胁,保障风场安全稳定运行。最后仿真验证了所提控制策略的有效性,并对后期风电场的建设与运行提出指导性建议。