变压器集成级联混合无功补偿设备研究

变压器位于电网枢纽位置,是无功与谐波等不良因素的聚集地。以变压器为补偿节点,提出一种将级联混合无功补偿设备与变压器结合的新型装置。混合无功补偿系统通过DYn11变压器的高压侧三角形绕组抽头与系统相连,向抽头注入无功电流实现电能质量提升;根据无功补偿设备性能特点,在瞬时功率理论基础上,提出将功率分解应用于混合无功补偿系统,将高频功率分配给静止无功发生器(Static Var Generator,SVG)补偿,低频功率分配给新型结构进行补偿;提出一种基于自适应控制算法的控制策略,提升系统鲁棒性。经仿真验证方案的有效性,对级联结构的混合无功补偿系统的发展具有一定参考意义。     

电网无功补偿技术应用

介绍了电网无功补偿的原理及意义,重点介绍了电网当前主流无功补偿装置的性能对比及工程应用案例。     

石油钻机SCR系统谐波抑制与无功补偿

针对石油钻井机直流传动电驱设备频繁地从空载到满载变化而引起的冲击性无功功率,使电压产生剧烈波动、供电质量严重下降的问题,提出了对石油钻机可控硅整流器(SCR)电驱动系统进行无功补偿和谐波抑制。分别分析了系统谐波和无功的产生原因,并对比鉴别了各方案。为克服按总谐波源配置的APF系统存在的各种问题,提出对每台SCR传动系统配套一台APF系统的方案。根据石油钻机SCR电驱动系统的无功特点,提出采用静止无功发生器(SVG)补偿无功,并对该装置进行了设计。通过实测波形对比,显示出该装置的优越性。     

混合无功补偿系统在风电场电网中的应用研究

根据风电场动态无功补偿装置在运行中存在的问题和风电场运行的特点,提出了一种混合无功补偿系统.对混合无功补偿系统的不同搭配方案和各种组合的优缺点进行了比较,并对采用同一控制器的磁控电抗器(MCR)和静止无功发生器(SVG)型混合无功补偿系统的系统组成和控制策略进行了分析.最后,对MCR和SVG型混合无功补偿系统在风电场电网故障时为风电场提供无功支撑的能力进行了仿真.仿真结果表明混合无功补偿系统能够为风电场提供更为合理的无功支撑,既具有较好的经济性,又能满足风电场不同运行工况对无功补偿的要求.     

35kV风电场无功补偿分析及改造

针对甘肃电网瓜州地区风电场原有固定电容器组无功补偿性能缺陷和安全隐患,提出利用SVG装置动态无功调节的优势对原有无功补偿装置进行改造方案.介绍了瓜州地区电网概况、特点和远期规划,以及采用SVG的意义和应用,分析了SVG装置响应时间和动态跟踪时间,讨论了利用SVG装置连续平滑调节无功补偿量配合原有固定电容器组的改造方案、特点、实际效果,改造后,满足系统对无功电压的调控要求,也为今后电网的无功补偿智能化改造提供了经验.     

一种无功补偿方案及其应用

详细介绍了无功和无功补偿的概念,以及无功补偿的方法和意义,并重点介绍施耐德电气公司在无功补偿方面的典型应用方案。     

N+1混合无功补偿系统的研究

提出了一种采用N组电容器和1台静止无功补偿器构成的N+1混合无功补偿系统,电容器组采用2进制编码。给出了2进编码电容器组的投切策略和基于瞬时无功功率理论的静止无功补偿器的控制方法。与传统的电容器无功补偿结构相比,该混合补偿结构可实现连续无功补偿;与单独的静止无功补偿器相比,可大大降低成本。无功补偿案例的仿真结果验证了上述系统和方案的正确性和有效性。     

几种无功补偿技术的分析和比较

有效的无功补偿对电力系统的安全、经济、优质运行非常重要。无功补偿装置已经由同步调相机、并联电容器发展到基于电力电子器件的静态无功补偿。文章对几种主要的无功补偿技术的原理和特点进行了分析、比较,并展望了采用静止无功发生器进行无功补偿的前景。     

机柜式静止无功补偿装置结构设计

静止无功补偿装置,又称静止无功发生器(SVG),主要用于无功功率补偿,提高功率因数,优化电能质量。此处首先对SVG系统工作原理进行了介绍;然后在输入电压为AC 10 kV的基础上,结合绝缘配合要求进行机柜的结构设计,结合仿真进行结构与热设计校核;最后,通过对功率柜进行满功率拷机、工频耐压、雷电冲击试验分析,验证了其性能。     

低压配电系统中的无功补偿控制策略

介绍了应用于低压配电系统中的无功自动补偿控制策略。通过检测线路电压、无功功率、功率因数等变量,采用5区图控制原理,根据线路不同特性,细分了电压优先无功控制、电压控制、时间控制、电压时间控制、功率因数控制等5种不同的控制策略进行电容器投切,有效地维持了系统电压的水平。     

大容量混合无功补偿装置协调控制的研究

通过分析混合无功补偿系统的单相等效电路,指出晶闸管投切电容器(Thynstor Switched Capacitor,简称TSC)与配电网静止同步补偿器(Distribution Static Synchronous Compensator,简称DSTATCOM)之间响应速度的差别是影响混合无功补偿系统中DSTATCOM发挥其性能优势的主要原因.为消除响应速度对DSTATCOM性能的影响,提出了两级协调优化控制策略及TSC与DSTATCOM装置容量的最佳匹配方案.在装有TSC与DSTATCOM的简易测试系统上进行了相应的仿真比较研究,结果表明协调优化控制策略成功地消除了响应速度的差别对DSTATCOM控制器的影响,改善了系统的动态性能,保证了系统的闭环稳定性.     

基于专家系统的混合无功补偿控制的研究

针对煤矿大型掘进设备起动运行过程中产生的大量无功功率和谐波污染对控制系统构成较大干扰的问题,提出了一种基于专家系统的混合动态补偿控制系统方案。系统由晶闸管投切电容器(TSC)离散子系统和静止无功补偿器(SVC)连续子系统构成。同时利用专家系统学习方法,延长了电容器的寿命。     

新型混合无功补偿装置的控制方法

提出以配电静止无功发生器（DSTATCOM）容量上限作为约束条件将无功进行分配,在先求出DSTATCOM补偿容量的前提下求出晶闸管投切并联电容器（TSC）的投入组数,使混合无功补偿装置能够进行精确的补．仿真分析表明,新的控制方法对混合无功补偿装置的控制具有可行性、有效．     

基于定子电阻补偿的直接功率控制

直接功率控制比矢量控制、直接转矩控制这两种控制方法控制效率要高,但稳定性却不是很理想定子电阻的变化是导致稳定性降低的一个重要原因.本文提出了一种基于定子电阻补偿原理增加系统稳定性的方案,通过双馈电机直接功率控制的仿真模型及风力发电实验系统验证了这种方案能有效增加系统的稳定性,且容易实现.     

储能型功率补偿系统的无功功率与动态有功功率解耦控制

为降低柴油发电机组的暂态电压与频率波动,并优化其工作效率,以同步旋转坐标系下的发电机数学模型为基础获得了其输出电压和转速的阶跃响应表达式,证明只对其进行无功补偿难以解决输出电压及转速的动态跌落问题.在此基础上提出储能型功率补偿系统与柴油发电机组相并联的联合供电方案,由储能型功率补偿系统提供无功功率和负载动态变化过程的有功功率从而提高系统的动态电能质量.提出了包括无功功率和动态有功功率参考值的产生方法、有功和无功电流闭环解耦控制策略的总体控制方案,给出了相应的仿真和实验结果,结果表明,加入储能型功率补偿系统后,柴油发电机组的功率因数接近1,不输出无功功率,带动阶跃负载时,其输出电压有效值动态跌落远小于5％,动态电能质量得到显著提高.     

电网电压不平衡条件下混合无功补偿系统分层协调控制策略

为实现低压配电网低成本大容量动态连续无功补偿,提出了一种晶闸管投切电容器(TSC)与静止无功发生器(SVG)协同运行的混合无功补偿系统。系统综合了TSC低成本大容量的无功补偿和SVG动态连续无功补偿的优点。在分析其基本原理的基础上,提出混合无功补偿系统分层协调控制策略,消除TSC与SVG由于响应速度的差别对其混合无功补偿性能的影响。针对混合无功补偿系统在电网电压不平衡条件下的安全运行问题,研究了SVG的正负序双环叠加控制策略,使其在具有动态无功补偿性能的同时能抑制一定程度的不平衡电压,保证系统的安全稳定运行。最后,仿真验证了所提控制策略的正确性。     

Dynamic Reactive Power Compensation and Cost Analysis for Isolated Hybrid Power System

The wind-diesel-based isolated hybrid power system requires dynamic reactive power compensation for the fast recovery of voltage under load and input changes. Dynamic compensation techniques give a better voltage response but at a high cost; in contrast, the static compensator reduces the compensation cost by compromising on the voltage response. The use of, both, static as well as dynamic compensators together may give cost-effective reactive power compensation for predefined transient limits of voltage response. This paper presents the pricing of reactive power compensation under steady-state and dynamic conditions of a system with fixed capacitor (FC) and STATCOM. The main contributions of the paper are: (1) evaluation of reactive power compensation using FC as a static and STATCOM as a dynamic compensator, (2) fast recovery of voltage response using genetic algorithm-based tuning of the STATCOM controller's gain constant, (3) evaluation of reactive power compensation cost for steady and dynamic conditions due to change in load and/or input demand, and (4) comparison of responses obtained for the optimized case with a pre-existing reference compensation method.     

大型混合风电场无功协同控制策略研究

大型混合风电场中双馈异步发电机与永磁同步发电机无功调节能力不同,推导这两种风力发电机的无功电流极限方程以及无功电压灵敏度,提出一种基于无功电压灵敏度的大型混合风电场无功协同控制策略。以无功电流极限方程为限定条件,根据无功电压灵敏度的大小配置不同风机的无功功率,使不同风力发电机组能够协同地参与无功控制,提升大型风电场的无功调节能力。通过仿真对比单一机组传统控制方式与所提出的控制方式在电压跌落条件下的无功控制效果,验证了不同风力发电机组无功协同控制的优越性和可靠性。     

单相光伏并网逆变器无功补偿控制策略

针对传统单相光伏逆变器功能单一的特点,对具有无功补偿功能的光伏并网逆变器控制策略进行了研究,拓展了光伏逆变器的功能。提出了一种正弦信号积分法结合瞬时无功功率理论的方法,来检测有功电流和无功电流,克服了传统单相无功检测法的时延问题。系统采用传统的双闭环控制,电压外环采用PI控制,稳定母线电压,电流内环采用准比例谐振控制器,实现了电流的无稳态误差跟踪。仿真和实验结果证明了该方法的有效性和正确性。