STATCOM保护系统新进展

在研究了国内外有关静止补偿器(STATCOM)保护系统的文献的基础上,分析了STATCOM的硬件特点及对保护系统的要求,为充分发挥STATCOM在电力系统中的作用,提出了装置的4种运行状态的划分方法,以及将原有保护和某些控制功能相结合的综合保护体系——反故障系统的概念。     

东莞变电站链式STATCOM控制保护的RTDS试验研究

利用电力系统实时数字仿真器RTDS搭建了±200 Mvar 链式STATCOM控制保护装置的闭环测试系统。在进行链式STATCOM的RTDS建模时,考虑到模型链节数与实际装置链节数的不同,提出了一种混合开关频率的建模方法,在保证RTDS STATCOM模型等效开关频率与实际装置相等的同时,又使得大部分链式模块的载波频率与实际装置相符,从而保证在相同的载波频率下更好的检验模块之间的直流电压平衡控制效果。最后,利用该测试系统对±200 Mvar链式STATCOM与电网的相互作用以及控制保护装置的性能进行了全面的考察,实验结果表明该建模方法具有良好的等效性,STATCOM能有效的改善电网的电压稳定。控制保护装置设计正确,能够按照预期合理、迅速的动作。     

基于改进Hilbert谱分析的STATCOM并补线路保护方法

希尔伯特-黄变换可以对非线性非平稳信号的特征进行提取,但由于噪声的干扰对经验模态分解(EMD)过程和结果影响很大,存在严重的模态混叠现象。针对此不足,提出了首先对原始信号进行归一化相关性甄别和小波包分解预处理技术,对含噪故障信号进行消噪处理后再作HHT分析的改进方法,利用此方法对含静止同步补偿器(STATCOM)的并补线路保护在稳态运行时的测量信号进行分析,结果表明改进HHT方法有效地消除了模态混叠现象。并利用此方法对含STATCOM的并补线路保护在各种故障暂态时的电流信号进行Hilbert谱分析,结果表明,含STATCOM的并补线路故障时的Hilbert谱会发生突变,且区内故障和区外故障时有明显差别。根据此特征构成并补线路单端暂态量保护判据,仿真分析表明,该判据不受故障类型、故障位置、过渡电阻、补偿度以及母线电容变化的影响,具有良好的适应性和灵敏性。文中的分析方法及思路对串补线路暂态保护的应用研究具有一定的参考价值。     

级联型STATCOM不平衡故障穿越负序电流抑制

为了改善在电网不平衡故障穿越中,级联型H桥静止同步补偿器(CHB-STATCOM)输出电流对称度和谐波特性,首先建立了不平衡故障电网负序电压和STATCOM相直流侧电压的定量关系,揭示了分离直流侧电压可获得对应的交流负序电压分量机理,提出通过调节三相直流电压即可直接产生相应的交流负序电压分量,实现对输出负序电流抑制;其次,利用直流电压闭环调节进一步产生装置高调制比,以改善输出电流谐波特性,最后通过380 V/7 kVA级联型STATCOM动模原理样机验证了所提控制方法的正确性和有效性。     

SVC与STATCOM的综合比较分析

静止无功补偿器(SVC)和静止同步补偿器(STATCOM)都是无功补偿的重要装置,在输出特性、损耗、响应时间、谐振、谐波、控制方法、价格等方面对两者进行详细的比较分析,指出STATCOM作为一种新型的无功补偿装置比传统的SVC具有损耗小、响应速度快、不产生谐振、谐波含量少、能在一定范围内提供有功功率等优点。但STATCOM控制较复杂,且成本较高,在实际应用中应根据电网的具体要求选择或综合配置。     

STATCOM与SVC在电力系统运行中的比较分析

静止无功补偿器（SVC）和静止同步补偿器（STATCOM）是2种常见的新型柔性交流技术装置,在输出特性、对提高输电系统稳定性、响应时间、谐波分析、经济性等方面对STATCOM和SVC进行了比较,并通过仿真得出了STATCOM较SVC具有响应速度快,控制方法先进、电流谐波含量少、经济性好等优点。     

提高链式STATCOM非对称故障运行能力的控制方法

提出一种适用于非对称故障的链式静止同步补偿器(STATCOM)控制方法。基于链式STATCOM等效单相数学模型,分析其在电网不对称故障时的运行特性;根据三相直流电容能量平衡的要求,推导出链式STATCOM在非对称故障下的控制方法 ,进一步设计一种分相直接电流跟踪的控制器,讨论控制参数的选取方法及其性能。PSCAD平台的数字仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于实时数字仿真器的STATCOM控制保护闭环物理测试技术研究

实时数字仿真器(real time digital simulator,RTDS)将被控设备及电网用数字模型实现,通过I/O接口与控制器实时交互,对控制器在各种运行工况、扰动或故障条件下的功能和性能进行全面测试,评估被控设备与电网的相互作用。基于此,提出了基于RTDS的静止同步补偿器(staticsynchronous compensator,STATCOM)控制保护闭环物理测试方案。测试了STATCOM的恒无功控制功能、恒功率因数控制功能、阶跃响应、无功冲击响应,并将试验结果与离线数字仿真和高压样机试验结果进行对比,证明了RTDS试验的有效性。     

应用于直流换流站的百兆乏STATCOM控制策略

永富直流输电工程富宁换流站作为弱受端,存在直流系统运行不稳定的隐患,为增加系统运行稳定性,首次在直流输电工程中接入百兆乏静止同步补偿器(STATCOM)以提高交流系统的电压稳定性。针对该工程的现实需求,介绍了STATCOM控制策略和应用设计方案,通过对STATCOM控制策略的科学设计和有效调节控制,实现对富宁换流站500 kV交流出线的稳态以及暂态电压稳定控制。动模系统测试结果表明,STATCOM可极大地提高弱系统的电压稳定性,对保障永富直流输电工程的安全可靠运行提供坚实保障。     

脉冲封锁保护方式在静止无功发生器中的应用

静止无功发生器（ＳＴＡＴＣＯＭ）装置设计中的一个关键问题是保护系统的设计。脉冲封锁保护方式可使装置在经受瞬时扰动或故障后迅速投入使用,不必经历缓慢的启动并网过程。文中以国内第１台±３００ｋｖａｒＳＴＡＴＣＯＭ工业样机为例,分析了变压器磁路不饱和与饱和两种情况下脉冲封锁引起直流侧过电压的机理。引入的抑制直流侧过电压的附加电路已成功运用于±３００ｋｖａｒＳＴＡＴＣＯＭ。现场测试结果表明了分析的正确性及抑制过电压的有效性。     

220 kV继电保护故障信息处理系统的设计

介绍了浙江省220kV继电保护故障信息处理系统的设计方案。在省、地区、县3级调度部门建立数据中心，采用数据网为主、拨号为辅的数据传输方式，对各电压等级的变电站继电保护装置和录波装置进行联网、信息集成与远传，同时接入变电站自动化系统；变电站采用IEC 61850，103，Comtrade协议进行信息集成；调度中心端的通信中间件服务器与厂站端实现IEC 61850 XML信息交互；调度端组成继电保护专业信息系统，以IEC 61970 XML构建通用信息总线，与其他系统进行信息交互。     

基于规则的STATCOM的控制器设计

了ＳＴＡＴ驿发电机同步及阻尼力矩系数的影响,指出并解释了在某些系统参数及运行条件下固定控制参数的ＳＴＡＴＣＯＭ可能向系统提供零阻尼或负阻尼的现象,分析了ＳＴＡＴＣＯＭ电压控制与阻尼控制之间的矛盾。在理论分析的基础上,了基于规则的协调控制器,数字仿真结果表明该控制方法可在所有的运行条件下有效地提高系统稳定性。这是固定参数控制所无法做到的。     

继电保护及故障信息系统的设计与实现

文章介绍了继电保护及故障信息系统的基本概念、原理和设计思想.依据IEC61850和IEC61970等有关标准,提出了继电保护及故障信息系统的实现方法,并设计了一套分层分布式的继电保护及故障信息系统.该系统能适应继电保护系统比较分散的运行特点,从整个电网的角度对继电保护设备和故障信息进行管理,使相关的使用人员能够随时了解整个电网特别是电网中的继电保护设备的运行情况,可以根据收集到的设备信息对全网范围的保护设备进行各种行为分析,力保所有设备健康运行.还可以对故障时的数据进行判断,准确定位故障点,快速查出故障设备及故障出现的原因.可供同种类型的系统的设计和改进借鉴.     

静止同步补偿装置的智能化报警处理与故障诊断系统

清华大学与河南电力局合作开发了±２０Ｍｖａｒ静止同步补偿装置的智能化报警处理与故障诊断系统。该系统充分利用监测数据,采取智能技术实现了报警信息的自动处理和装置故障后的２定性一与定位,从而保证了装置本身和电力系统的安全运行,并为故障后的快速恢复奠定基础。中对其设计实现思想和实现技术做了说明。现场测试表明,它对提高装置运行性能和可靠性具有重要的作用。     

带多重逆变器的STATCOM变压器系统等效短路阻抗

给出了带多重逆变器的静止无功发生器的变压器系统等效短路阻抗的定义,阐述了该地静止无功发生器性能的影响,提出了采用分裂变压器的优点。仿真试验表明了等效短路阻抗对静止无功发生器中逆变器流过的电流谐波的影响,为在设计中正确选择等效短路阻抗提供了依据。     

包含静止无功发生器的电力系统吸引域

研究了包含静止无功发生器(STATCOM)的单机-无穷大电力系统的吸引域：首先给出了系统的数学模型，用首次积分法导出系统能量函数；讨论了用此方法所得能量函数在系统稳定域估计中不能反映阻尼效应的局限性，为克服由此造成的在系统稳定域估计中的保守性，导出了一种能反映系统阻尼效应的能量函数。此种能量函数可作为估计系统稳定域的李雅普诺夫函数。利用这一函数对系统稳定域进行了估计，并给出了仿真结果。从仿真结果可以看出，系统稳定域随着STATCOM等效无功电流增加的变化趋势。这表明，STATCOM对系统的稳定运行是有益的，它能够有效地扩大系统的渐近稳定域(吸引域）。     

电力变压器保护设计专家系统的结构

提出了一个用于变压器保护辅助设计的专家系统，不仅可以实现保护系统配置、保护方式选 择、保护装置选型及继电器产品确定，还能表示保护设备之间、保护系统与一次系统之间的 关系。     

基于GTO的±20 Mvar STATCOM的现场运行及改进

随着电力系统规模的不断扩大，电力系统无功问题及动态电压稳定问题日益突出，高压大容量新型静止无功发生器（STATCOM）是解决上述问题的强有力手段。文中简单介绍了中国首台±20 Mvar STATCOM工业样机的基本原理，重点描述了±20 Mvar STATCOM的现场运行情况，根据现场记录的数据给出了装置的运行率、计划停运率及强迫停运率。对装置在现场运行中出现的问题及故障的原因进行了分析，并提出了改进措施。±20 Mvar STATCOM的现场长期运行，为大容量STATCOM的进一步完善及工业化提供了宝贵的经验，有重要的参考价值。