与有载调压器配合的静止无功补偿新策略

提出了SVC控制的一种新策略,包括两阶段的斜率控制和两种电压控制,分别是稳态电压控制和浮动电压控制.实行这两种控制的目的是通过与有载调压器的配合,在稳态情况下,减少SVC的无功功率输出,从上级网络获得无功进行补偿.当电压偏离稳态电压时,SVC使用无功备用进行迅速反应,以保证电压稳定.当电压波动达到一个新的稳定工作点时,浮动电压控制通过改变SVC输出,使其返回到稳定电压运行区域,从而达到了稳定电压和保证电能质量的目的.     

考虑快速动态无功补偿的二级电压控制

提出了一套考虑快速动态无功补偿装置(如静止无功补偿器/静止同步补偿器(SVC/STATCOM))的二级电压控制体系,致力于在稳态电压控制和暂态电压稳定中充分发挥SVC/STATCOM快速动态无功补偿的优势,其包含两个相对解耦独立的控制阶段:第1阶段将SVC/STATCOM与传统无功调节设备统一纳入协调二级电压控制模型,充分利用SVC/STATCOM的快速调节特性,并防止反调;第2阶段建立二次规划模型进行动态无功储备的优化控制,利用慢速动态无功补偿装置置换出SVC/STATCOM的无功功率,提高电网动态无功储备水平。通过时序和空间上的相互协调,充分发挥各类无功补偿装置在二级电压控制和暂态电压稳定预防控制中的作用。Nordic系统的算例测试结果证明,该体系能够有效提高传统二级电压控制的响应速度,避免SVC/STATCOM与传统电压控制装置间的反调现象;同时,能够有效地进行暂态电压稳定的预防控制,提高扰动后的系统电压的恢复效果。     

500 kV并网静止无功补偿器的无功电压支撑能力及处置方案

针对某实际500 kV并网静止无功补偿器(SVC)故障率高、维护代价高等问题,研究SVC的无功电压支撑能力及相关处置措施.首先,分析SVC对稳态无功平衡和电压调节的作用,特别是对电网小负荷运行期间无功电压调节的影响.然后,通过对比分析SVC与STATCOM、常规发电机组的暂态电压支撑能力,评估SVC对电网暂态电压稳定的影响.最后,综合考虑SVC的稳态电压调节作用和暂态电压支撑能力、电网安全稳定运行的需求等因素,提出该SVC的处置措施建议.     

计及负荷预测的双馈风电场电压控制方案

针对大规模风电接入电网后引起的无功电压稳定和控制问题,提出了一种计及负荷预测的双馈感应发电机(Doubly fed induction generator,DFIG)型风电场电压控制方案。该方案以稳定风电场出口电压为控制目标,利用双馈发电机组的无功能力及SVC进行控制。其中双馈发电机组只针对由有功输出的不确定性与负荷变化引起的那部分电压波动进行无功输出,即风电场按照系统电压为1时的无功需求变化曲面进行无功补偿,实现快速控制。SVC再根据风电场出口电压与目标电压差值是否在死区阀值内,决定是否进行电压控制。最后搭建仿真模型,仿真结果表明所提双馈风电场电压控制方案可行并有效。     

基于无功源的分布式光伏电站无功补偿协调控制系统及方法

基于光伏电站内各无功源(SVC/SVG、逆变器)的无功出力及剩余可调裕度,文中提出一种分布式光伏电站无功补偿器SVC/SVG与逆变器无功负荷协调优化控制的系统及方法。该协调控制方法以分布式光伏电站AVC系统为基础,获取本场站的当前总无功功率,及本场站内各无功源的无功出力及剩余可调裕度,根据特定的优化控制原则,将各无功源的无功值进行重新调整,实现无功功率在无功补偿器SVC/SVG和逆变器之前的优化分配。最后,提出一种基于AVC的分布式光伏电站电压控制系统。系统及方法能够在保证分布式光伏电站并网点电压稳定的条件下,充分利用逆变器的无功补偿能力,降低无功补偿器SVC/SVG的无功出力,达到降低分布式光伏电站无功补偿装置的耗电量的目的。     

带辅助控制的TCR型SVC控制策略研究

针对TCR型SVC稳态运行时为了维持电压稳定需要不断调整输出而造成损耗较多的问题,在基本电压控制策略中加入了电压死区辅助控制:在电压允许误差范围内锁定SVC,在范围外则释放SVC调节电压至范围内.在此基础上,为了能更有效地利用SVC有限的额定容量,对应设计了可根据电压大小而变化的电压参考值,确保SVC输出一直处于可调节范围内且可具有较多的无功储备.针对当系统中含有2次谐波电压分量时会导致TCR电流中产生大量的直流分量问题,加入了TCR平衡辅助控制:通过将快速傅里叶变换和PI调节相结合调制触发角使反并联的晶闸管达到在正方向和负方向的导通时间不相同,将直流电流分量减小到零,保证装置的安全运行.仿真结果表明上述辅助控制具有可行性和有效性.     

含分布式发电的配电网无功优化

研究了含风力发电的无功优化模型,介绍了包含分布式发电的配电网无功优化。当大量风力发电注入电力系统时,风力发电机随机输出功率引起配电网潮流大小、方向频繁变化,干扰了系统原有电压调节装置正常运行。为克服电压波动,保证系统电能质量,文中引入静止无功补偿器（SVC）作为配电网补偿设备,并考虑配电网中可控制无功输出的柴油发电机的无功贡献,以有功能耗费用、SVC安装费用、柴油发电机无功生产费用为目标函数,建立了含分布式发电的配电网无功优化模型。针对由蒙特卡罗仿真得到的不同风力发电状态,在实际算例中应用遗传算法确定各状态下SVC最优安装位置、输出以及可控制无功输出的分布式电源的最优输出结果。     

基于PI控制方法的SVC电压负反馈控制策略

简要分析了动态无功补偿器的控制原理。通过电压互感器检测电网和SVC输出电压,经运算电路按给定算法计算所需的控制信号传输至SVC电压PI调节单元,以获取控制器中采用负反馈的PI控制调节等效电纳,该方法控制灵活、适应性强。MATLAB仿真实验建模表明该方法可以提高动态无功补偿设备调节电压的速度,加速系统电压稳定过程。     

梧州SVC在电压控制下无功储备优化分析

研究了梧州SVC装置应用于电力系统中的电压支撑作用,保证当出现电压跌落时,SVC装置的控制策略使设备对500 kV电压起支撑作用。研究了梧州变电站加装SVC装置的实际应用的控制策略,通过设备控制保护系统RTDS仿真试验,测试SVC装置的实际V-I特性曲线与理论作比较,分析V-I曲线斜率对装置无功储备及对系统电压支撑的关系。研究结果表明,慢速导纳控制参数中调差率设定为0.02-0.03时,将大大提高装置正常运行方式下的无功储备,提升SVC装置抑制电压波动的性能。     

梧州SVC在电压控制下无功储备优化分析

研究了梧州SVC装置应用于电力系统中的电压支撑作用,保证当出现电压跌落时,SVC装置的控制策略使设备对500 kV电压起支撑作用.研究了梧州变电站加装SVC装置的实际应用的控制策略,通过设备控制保护系统RTDS仿真试验,测试SVC装置的实际V-I特性曲线与理论作比较,分析V-I曲线斜率对装置无功储备及对系统电压支撑的关系.研究结果表明,慢速导纳控制参数中调差率设定为0.02-0.03时,将大大提高装置正常运行方式下的无功储备,提升SVC装置抑制电压波动的性能.     

SVC预防电压失稳的快速控制方法

在电压濒临失稳时,静止无功补偿器(SVC)可能因为输出无功功率不够快而无法阻止电压失稳,针对这种情况,提出了一种SVC预防电压失稳的快速控制方法。该方法以电压失稳预测(VIP)指标数值越限为启动条件,通过调整SVC电压参考值提升其无功输出速度,从而预防电压失稳。使用PSCAD/EMTDC和MATLAB的联合仿真进行算例分析,验证了此控制方法提升电压稳定性的有效性。该方法简单可靠,且仅调节SVC控制系统外部数据,不改变SVC原有的系统结构和参数,适用于实际系统,有很好的发展前景。     

改善连锁脱网的风电场群电压无功紧急控制策略

针对大规模风电场动态电压问题可能导致的连锁脱网事故,首先分析并仿真验证了风电场连锁脱网的演化机理及时空特性;在对风电场内的无功源及双馈风电机组的调节特性进行分析的基础上,提出了协调静止无功补偿器(SVC)和双馈感应发电机(DFIG)机组的电压无功紧急控制策略,控制的原理是利用DFIG的有功、无功解耦控制,在故障时由SVC和风电机组共同输出容性无功功率,提高故障中的风电机组端电压,同时对DFIG的有功功率进行限幅;故障清除后,风电机组依据电压情况迅速输出一定的感性无功功率,以抵消SVC的滞后效应。仿真结果表明,所提紧急控制策略能够很好地抑制大规模风电场的连锁脱网事故。     

基于最优变目标策略的励磁系统与SVC协调控制

发电机励磁系统以及静止无功补偿器(SVC)对远距离输电系统的稳定性有很大影响。文章基于单机无穷大系统的非线性模型,建立了包括状态变量发电机机端电压在内的状态空间方程,提出了一种最优变目标控制(OVAC)策略,根据励磁系统和SVC不同的控制目标分别采用不同的控制策略,从而协调控制这两种控制器。仿真结果表明,该策略能够有效提高故障时发电机的无功出力,并能提高系统阻尼,抑制振荡,同时改善系统的功角和电压稳定性。     

计及电压波动的配电网无功优化运行

针对由于分布式电源(Distributed Generation,DG)出力和负荷的不确定性而引起的电压波动的问题,采用电容器组、分布式电源和静止无功补偿装置(Static Var Compensator,SVC)协调控制的方法,平抑电压波动。首先,在电容器组静态优化时,运用网络参数变动定理修正系统潮流,提高潮流计算的速度,快速得到补偿后新的各节点电压。其次,对于电容器组的静态优化结果,采用谱系聚类法合并分段,满足投切开关动作次数的约束,确定各电容器组的动作时刻和补偿容量,为实时电压控制建立良好的控制环境。最后,在电容器组补偿的基础上,分析DGs、SVC无功出力极限并作为约束条件,当实时节点电压越限时,通过电压灵敏度分析计算DGs、SVC实时无功调节量,并通过算例分析验证该方法的有效性。     

包头地区电网风电区域动态无功补偿装置的影响分析

根据包头地区风电基地接入电网的具体情况,对包头地区电网网架中风电送出系统在正常运行方式、检修运行方式及运行方式转变过程中,风电机组出力由零至最大范围内波动时,风电区域内动态无功补偿装置(SVC)在投运和退出时稳态电压水平、电压波动情况进行对比。结果表明,在SVC投入的情况下,风电区域电压波动较小,电压水平均在合理范围内;在SVC退出运行时,电压波动较大,不能满足系统正常运行的要求。由此说明,SVC的正常运行是保证风电区域安全、稳定、经济运行的重要因素之一。     

新型正弦脉宽调制控制电压源型动态静止无功补偿器

提出了一种适用于低压配电系统的新型动态无功补偿电路拓扑。主电路采用三相四桥臂逆变器结构,可以对负荷不平衡进行有效补偿。逆变器控制采用正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)控制,保证电压电流失真度低,并通过调节逆变器的输出电压从而动态调节静态无功补偿器(static var compensator,SVC)补偿无功功率,最终实现系统无功补偿为零的目的。通过与固定补偿电容器相结合,它能以较小的逆变器容量来补偿动态无功,提高系统的功率因数和电压稳定性。利用PSCAD/EMTDC平台对该系统进行了仿真研究。仿真结果验证了控制策略的可行性和有效性。     

Instability of a static var compensator control system and its investigation based on the bifurcation theory

This paper deals with the instability of a static var compensator (SVC) control system, which compensates the reactive power of loads using measurements of voltage and reactive power of the loads. The SVC control system is characterized by its meeting a bifurcation point and its instability before the loads reach the so-called nose point. This is proved by an investigation based on the bifurcation theory, and is also supported by stimulation studies of a power system. Motivated by the bifurcation theoretical investigation, an SVC control system using a reference voltage pattern is proposed which does not create such instability.     

基于DFIG与SVC的风电场无功电压协调控制策略

针对风电场的无功电压问题,构建了风电场模型,提出了一种综合考虑双馈风电机组（doubly-fed induction generator,DFIG）和静止无功补偿器（static var compensator,SVC）的无功电压协调控制策略。建立了综合考虑风电场公共接入点（point of common coupling,PCC）的电压偏移量和无功源的无功裕度的目标函数。基于混沌量子粒子群算法对风电场进行无功电压控制,通过协调DFIG和SVC的无功出力,使得风电场PCC的电压满足要求,同时提高其无功源的无功裕度。最后,以华北某风电场为例进行算例分析,验证了所提无功电压协调控制策略的可行性及有效性。     

双馈式风电场多阶段无功电压控制策略

为了应对大规模风电接入电网引起的电压稳定问题,提出了一种新型的多阶段无功电压协调控制策略。该策略首先基于风功率预测数据对电容器组的投切进行提前优化;稳态运行时,通过分析双馈风力机的PQ关系曲线,优先调整风电机组无功出力以实现对风电场的无功调控;电网故障时充分发挥静止无功补偿器的调节能力,并在故障切除后限制其出力以避免电压过冲,从而整体上实现无功电压的协调控制。最后以某一风电场系统的仿真结果验证了上述策略的有效性和可行性。     

A variable structure adaptive neural network static VAR controller

A variable structure adaptive neural network power system static VAR stabilizer is developed. The static VAR compensator (SVC) controlled by the above proposed controller is used for voltage regulation and enhancing power system stability. The artificial neural network (ANN) is trained off-line using the variable structure control system Benchmark data at different operating conditions and external disturbances. Moreover, the trained ANN parameters (weights and biases) are tuned and updated on-line using the synchronous machine speed deviation state as the ANN output error to increasingly improve the power system performance. A sample digital simulation result of the power system speed deviation state responses when reference voltage, speed deviation state and input power disturbances take place are obtained. The digital simulation results prove the effectiveness and robustness of the present adaptive neural network in terms of a high performance power system.