基于预充电的电容器组投切控制策略

为了减小配电网中无功补偿并联电容器组投切时所引起的涌流和过电压,对电容器组的投切过程及其自适应控制进行了研究,提出一种采用普通接触器的投切策略.该策略利用电网特性,通过二极管支路预先使三相电容器中的两相充电,使得一个周期内三相电压波形存在唯一一个同时过零点.在该过零点投入电容器组,能有效降低合闸涌流及过电压.仿真表明,采用该策略投切电容器,电容器合闸涌流被限制在2.5 p.u.以下,电压波形畸变很小.通过添加二极管支路预充电能有效地改善电容器组投切时的暂态性能,从而延长电容器的使用寿命.     

智能相控断路器在35kV并联电容器投切中的应用

某500 kV变电站利用SF 6断路器投切35 kV并联电容器组时,连续发生2起串联电抗器设备故障,分析原因是在投切操作过程产生了较大的涌流及过电压,引起干式空心电抗器发生匝间短路故障,严重威胁系统的安全运行。为了避免此类故障的再次发生,提出采用适用于投切35 kV并联电容器组的智能相控断路器来抑制合闸涌流,降低分闸重燃概率。为验证智能相控断路器的有效性,首先分析了投切涌流及过电压产生的原因和相控开关技术的原理,然后将智能相控断路器应用于该500 kV变电站的35 kV无功补偿系统,并分别对智能断路器与普通断路器进行多次分合闸对比试验,试验结果表明:普通断路器随机投切电容器组产生的最大涌流为4.2(标幺值,下同),过电压为1.81;智能相控断路器投切电容器组产生的最大涌流为2.3,过电压为1.4。试验结果证实智能相控断路器的应用能够从源头抑制合闸涌流和过电压,提高无功投切效率和系统安全性。     

相控断路器的10kV电容器组投切试验及应用

随着电力需求越来越大,电网结构越来越复杂,为保障电网负荷波动时的电能质量,并联电容器组作为常用无功补偿装置,投切频率越来越高,然而中、低压电网目前常采用真空断路器进行投切,容易出现合闸涌流及操作过电压等现象,严重影响电网安全稳定运行.以相控断路器的工作原理出发,阐述了相控开关抑制合闸涌流和过电压的优势,并以省内某变电站...     

无功补偿电容器组的同步投切装置研究

针对10kV无功补偿电容器组的同步投切时所产生的开关暂态过电压的危害,提出了一种基于DSP的自适应投切无功补偿电容器组的控制系统.它采用数字信号处理芯片（DSP）TM320C5402和6通道实时数据采集系统芯片ADS8364,实时提取三相电压、电流的零点,并测量系统的功率因数,用以确定投切电容器的大小.采用自适应控制算法,控制电容器在电压零点投入,在电流零点切除,以降低投切电容器组时所产生的过电压和涌流.初步试验测试表明,该方案具有可靠性高,运行稳定等优点.     

智能相控开关设备的试验及应用

电容器组被广泛应用在无功补偿回路中以改善电网的功率因数和电能质量。电容器在投入系统时会产生高频涌流和过电压,导致开关触头磨损和灭弧室性能下降、设备绝缘损坏和保护误动等问题。基于相控技术的智能开关设备应用在投切电容器时,拥有抑制开关分合闸暂态、提高电能质量、延长开关设备使用寿命和运维周期等诸多优势。本文描述了智能相控开关设备在某试验站的试验过程,并根据相控开关的原理对试验结果进行了分析,证明了相控开关设备对抑制电容器的投切过程中暂态过电压和涌流有明显的效果,可以为电网安全经济运行带来巨大效益。     

补偿电容器组同步开关控制器的研制

介绍了新研制的中压补偿电容器组同步开关控制器的工作原理和基本结构,该控制器将控制和驱动永磁机构,以实现开关的选相合、分闸,从而有效地抑制投切并联电容器组时引起的过电压及涌流。     

110kV电容器组选相分合闸装置的应用

通过电容器的投切调节系统电压是提高电能质量的重要措施之一。但大的电容器组在投入和切除的瞬间,会产生瞬态过电压和涌流,影响系统电压的稳定性。特高压泉城站110 kV断路器首次采用了选相分合闸装置,成功解决了电容器组投切瞬间的瞬态过电压和涌流问题。对选相分合闸装置特点、功能原理和投切策略进行了详细分析,为其他相似特高压站提供技术参考。     

基于永磁开关的电容器组同步投切装置的研制

同步投切技术的实质是根据不同的负载特性,控制永磁开关在电压或电流最有利的相位下完成合闸或分闸,以主动消除开关过程中产生的过电压和涌流等电磁暂态效应。无功补偿电容器组的同步投切是当前同步开关技术的主要应用领域。笔者研制了一台以DSP F2812为核心的电容器组同步投切装置,利用锁相环电路实现同步采样,通过FFT算法准确提取参考信号的过零点,进而实现同步投切。在实验室对样机进行了测试,该投切装置的同步性能优于1 ms,能显著改善了电容器组投切过程的暂态效应。     

基于功率二极管的混合式中高压开关免暂态投切电容器组研究

针对中高压无功补偿电容器投切过程中的暂态过电压和涌流,提出一种基于功率二极管与电机操动机构的机械开关并联组成的混合式中高压开关。分析了混合式中高压开关的基本结构和工作原理,以及功率二极管和机械开关之间的电流转移机理。最后,建立暂态模型,仿真比较了传统真空开关和混合式中高压开关投切不同连接方式的电容器组时的暂态过电压和合闸涌流。仿真结果表明,混合式中高压开关能有效减少电容器投切时产生的暂态过电压和合闸涌流,从而验证了有效性。     

用于无功补偿的混合式中高压开关的研究

针对电力系统中无功补偿的需要,提出了一种高速开关与功率二极管并联的混合式中高压开关,来解决在电力系统中投切无功补偿电容器组所产生的暂态涌流和过电压问题。介绍了混合式开关的基本结构和工作原理,并详细分析了在整个投切过程中混合式开关具体的电流转移过程,以及如何利用二极管的自然过零特性来与高速开关动作配合。建立了暂态模型进行仿真验证和实验验证。与普通真空开关对比,验证了混合式开关对于投切电容器组暂态过程的抑制,并针对不同电容器组的连接方式进行了投切策略的讨论。结果证明,利用混合式中高压开关在投切无功补偿电容器组时,可以极大减小所产生的涌流和过电压,验证了混合式开关的有效性和可靠性。     

谐波分量对异步电机性能的影响及抑制方法

晶闸管逆变器作为异步电动机的供电电源时,输出的电压和电流中含有丰富的谐波,对异步电机的运行性能会产生显著影响,主要表现在功率损耗增加、效率和功率因数下降等,传统脉宽调制(PWM)方法虽然可以消除低次谐波的影响,但整体效果不理想。通过谐波对定子及其他电机参数影响的具体分析,提出了以电机总损耗最小为目标函数,并根据各种损耗系数随频率变化情况与逆变器晶闸管开关元件切换次数的关系,确定载波比,对传统PWM进行优化策略设计方案。试验结果表明,优化后的方案可有效抑制谐波影响。     

无功补偿方式在风力发电系统中的分析与应用

风力发电机组大多采用异步发电机,风力异步发电机并网发电时,无功补偿装置工作性能至关重要。本文论述了无功补偿电容器合理匹配,投切电容器开关的合理选择,降低投切电容器的涌流峰值等问题,对风力发电机可靠运行,提高并网发电效率,充分利用风能资源,提高经济效益,具有十分重要的意义。     

用于VSC-HVDC系统的模块化直串式直流耗能装置

柔性直流输电(VSC-HVDC)因其所具备的长距离输电损耗低而易于实现故障隔离与穿越、独立控制有功与无功等优势,使得其在海上风电并网领域具备极大的应用前景.为了实现海上风电VSC-HVDC系统的故障穿越,在对比分析现有耗能装置方案的基础上,提出一种经济型模块化直串式直流耗能装置拓扑.该拓扑结合了集中式耗能电阻户外散热和...     

Using asynchronised synchronous generators in diesel-electrical arrangements

In this article, the advisability of switching off part of the diesel cylinders during the time of decreases in the power loads of diesel-electrical arrangements is described. The possibility is also discussed of replacing a synchronous generator with an asynchronous synchronous generator in order to remove the strain of the frequency of power downfalls in the effort it takes to exit when switching off part of the cylinders.     

基于DSP的三相应急动力电源锁相设计与实现

针对三相逆变应急电源从市电输出到逆变输出的快速切换要求,快速切换实现的关键是锁相.这里阐述了空间矢量脉宽调制(SVPWM)、异步变频调制的原理,SVPWM方法具有数字化实现简单、直流利用率高等特点,异步变频调制具有算法简单、效率高的特点.根据原理设计了适合三相逆变应急电源的SVPWM逆变输出的控制算法和数字锁相算法,并...     

A Solid-State Asynchronous Static Switch

A single-phase 5-kW 120-V demonstration model switching system which utilizes power transistors and does not require power source synchronization has been developed and laboratory evaluated. This model accomplishes load transfer between two independent power sources at any phase angle and in less than 20 μs. The utilization of this system in investigating the effects of asynchronous switching on a limited number of electronic equipment indicated that such equipment can tolerate high-speed power source asynchronous switching.     

基于PLC控制的电机变频/工频同步切换

研究了一种异步电机变频/工频同步切换的控制方法.设计出一种由鉴频鉴相控制、PI调节和作为压控振荡器的变频器构成的锁相同步切换控制方案.PLC保持对工频相位信号和变频器的输出相位信号进行实时地检测.当两信号频率一致且相位差在允许的误差范围内时,PLC控制与工频回路和变频回路相关的交流接触器动作,从而实现电机工频和变频电路...     

受端不同步系统交直流通道外送能力耦合特性分析

针对仿真中发现的电源中心交直流通道外送能力耦合的特点进行理论研究,研究对象是受端为非同步电网的交直流外送通道暂态功角稳定性.对交直流外送系统进行等值数学建模、直流系统故障进行简要讨论后,给出交直流外送系统的转子运动方程,并展开功角稳定性分析.在此基础上,对交直流通道外送能力的耦合特性进行推导发现:增加直流外送功率能够提高交直流通道总外送能力;增加交流通道外送能力须调减直流外送功率,同时交直流通道总外送能力下降,且交流通道外送能力提高量小于直流外送功率调减量.在实际电网的基础上进行算例分析,仿真结果验证了理论分析的正确性.最后,通过一个简化系统对所得结论的工程应用进行简要讨论,从而为实际运行与后续研究提供参考.     

异步联网工程柔性直流测量异常导致功率反转机理分析和优化策略研究

云南电网与南网主网直流背靠背异步联网工程中采用了柔性直流输电技术,针对异步联网工程柔性直流因直流电压测量异常导致功率反转的问题进行了分析。在现有异步联网工程柔性直流输电系统控制器结构的基础上,通过理论分析得到了发生功率反转时测量偏差系数的临界值和功率反转期间直流电压的真实值计算方法;提出了逆变侧只采用定有功功率控制且选取整流侧和逆变侧计算的有功功率较大者作为控制器功率测量值输入的优化策略。通过异步联网工程柔性直流的EMTDC仿真模型,验证了所提优化策略的有效性和可行性。     

Corrective switching algorithm for relieving overloads and voltage violations

It is widely known that corrective switching, including transmission line switching, bus-bar switching, and shunt element switching, may change the states of the power systems, and consequently, affect the distribution of power flows, transmission losses, short circuit currents, voltage profiles as well as transient stability of power systems. In this paper, a new algorithm is developed to find the best line and bus-bar switching action for relieving overloads and voltage violations caused by system contingencies based on a sparse inverse technique and fast decoupled power flow with limited iteration count. A general model of bus-bar switching action is also presented such that the new algorithm can simulate any kind of complicated bus-bar switching action. Furthermore, on the basis of a newly proposed voltage distribution factor by multiple iterations in power flow calculation, a novel algorithm for corrective voltage control by shunt switching is developed. These two algorithms are then integrated into a corrective switching algorithm. Simulation results on the WECC 179-bus system indicate that the new corrective switching algorithm proposed in this paper can effectively solve certain problems of line overloads and voltage violations. The computation time required is also satisfactory.