500kV梧州变电站静止无功补偿装置在电压及慢速导纳控制下的行为分析

介绍由晶闸管控制电抗器和滤波电容器组构成的静止无功补偿装置(SVC)电压控制和慢速导纳控制的基本原理,结合其在梧州变电站的运行工况,分析SVC装置在系统故障情况下的动作行为以及相应的两种控制策略的协调配合。结果表明,静止无功补偿器可以根据电压提供动态无功补偿,在系统故障时实现有效的电压支撑,提高系统稳定性。     

静止无功补偿器用于抑制厂用电系统电压波动仿真

厂用电系统中一般带有集中电动机负荷,异步电动机启动会引起母线电压严重的波动。系统装设静止无功补偿器(SVC)是有效解决电压质量问题的方法之一。文中采用配有自动电压调节器(AVR)的发电机励磁与系统母线装设SVC的方法,SVC采用闭环控制,研究其对电压稳定和无功补偿的效果。通过对某电厂厂用电系统的仿真计算表明,该方法可提高厂用电电压的水平,并且缩小了异步电动机的启动时间,减少了大型异步电动机启动对系统母线电压的波动和无功功率的冲击。     

静止无功补偿器的改进单神经元PID控制系统的研究

提出了一种单神经元PID控制系统的改进算法,实现了神经元比例增益K(k)和学习速率η_i(k)的在线自适应调整功能。该控制系统算法编写的M语言程序,采用Matlab的S函数,将应用到静止无功补偿器(SVC)的控制系统中在Matlab/Simulink环境下进行了仿真。仿真结果表明,基于改进单神经元PID的SVC控制器具有响应速度快、调节时间短、动态性能和稳态性能好等优点。     

Long‐time constants of irregular AC losses in a large superconducting coil

A large superconducting coil wound with a Cable‐in‐Conduit (CIC) conductor caused an additional AC loss, which cannot be estimated from the short conductor sample test results. It was confirmed that the additional AC loss was generated by long current loops in the CIC conductor. Magnetic field decays of the loops with various long‐time constants were observed through Hall probes. We propose a mechanism for the formation of the long loops. The CIC conductor is composed of several staged subcables. If one strand on the surface of a subcable contacts the other strand on the surface of the adjacent subcable, the two strands must encounter each other again at the LCM (Least Common Multiplier) distance of all staged cable pitches and thereby form a pair of long loops. We numerically traced each strand in the CIC according to a method in which the subcables at all substages rotate around the center of inertia. The calculated long‐time constants of the long loops were slightly shorter than the observed ones. We labeled all strands by order in a real CIC conductor, disassembling the cable carefully after peeling the conduit. It was found that the strands in a triplex were widely displaced from their original positions, so that their contacting lengths became longer than the calculated ones. This fact makes the time constant of the loop longer and hence can explain the observed long‐time constants. The proposed mechanism is effective for estimating the long loops causing additional AC losses in the coil. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 143(1): 50–57, 2003; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10064     

静止同步补偿器电压控制策略

为寻求性能优良、容易实现的配电静止同步补偿器(DSTATCOM)的电压控制策略,根据DSTATCOM系统中的瞬时功率平衡理论,推导出了DSTATCOM用于控制电压时的直接电压控制策略。该控制策略中无需电流检测电路,跟传统的串级控制相比较具有控制简单、响应速度快等优点;针对直接电压控制策略中控制器的控制性能受系统参数影响较大的缺陷,提出了DSTATCOM的直接电压模糊PI控制策略,使根据瞬时功率平衡的直接电压控制具有更好的控制性能;同时考虑到实际电网中的电压不平衡现象普遍存在,在DSTATCOM电压控制器中引入电网电压负序分量的前馈控制,从而有效的提高了DSTATCOM在电网电压不平衡条件下的生存能力。理论分析和仿真结果证明了所提控制方法的正确性和有效性。     

220 kV高压交流电缆用交联聚乙烯绝缘材料的性能研究

采用熔融共混法制备了220 kV高压交流电缆用交联聚乙烯绝缘材料预混料,采用后吸收法工艺制备交联聚乙烯绝缘材料。研究了国产高压交流绝缘材料与同电压等级进口材料在杂质含量、力学性能、体积电阻率、热老化性能、加工工艺性能等方面的差异,发现相关问题及差距,对国内高压电缆材料研发有一定参考意义。     

低压开关电器长距离遥控方法研究

以某工程为例,介绍了低压开关电器的长距离遥控方法,分析了长距离控制线出现问题的原因,并给出了相应的设计方法。通过分析,得出了使用长距离控制线时应注意的问题,对工程设计具有参考价值。     

海底交直流电缆输电系统经济性比较

针对海底电缆输电方式的选择问题,运用现金流折现模型,从经济层面对交流输电系统和直流输电系统进行比较。分别从设备投资成本、维护成本和损耗费用3个方面对海底交直流电缆输电系统的成本进行了探讨,给出了各部分成本的计算方法。以海底电缆连接海上风力发电场和内陆电网为基本模型,对不同输电距离下海底交直流电缆输电系统的经济性进行了比较,得到了不同输电距离下交直流系统的经济性比较结果。研究结果表明：当输电距离较短时,交流海缆输电系统经济性优于直流海缆输电系统;当输电距离大于临界值时,直流海缆输电系统比交流海缆输电系统更经济。     

基于二次型单神经元PID的静止无功补偿器控制系统仿真

针对传统PID控制器自适应性差、调节时间长的问题,设计了一种基于二次型单神经元PID的SVC控制系统电压调节器,并在Matlab/Simulink环境下对SVC控制系统进行了仿真试验。仿真结果表明,基于二次型单神经元PID的SVC控制系统,响应速度快,超调量小,自适应能力好,系统动态和静态特性良好。     

静止同步补偿器的潮流控制性能分析

介绍了静止同步补偿器(STATCOM)的工作原理,详细阐述了其稳态数学模型.并以安装STATCOM的5节点系统与14节点系统为例,分析STATCOM的潮流控制能力.     

蚁群优化PI控制器在静止无功补偿器电压控制中的应用

静止无功补偿器(static var compensator,SVC)通常用来进行负荷补偿或系统补偿,在系统补偿时往往用于电压稳定控制,针对电压稳定控制的工况,文中提出一种采用蚁群算法优化PI控制器参数的方法,克服了常规PI控制对被控对象数学模型的依赖性,简单易于实现。蚁群优化算法中,以时间与误差绝对值乘积积分(integral of time-weighted absolute error,ITAE)准则作为寻优目标函数,对PI控制器的比例、积分参数进行调整、寻优,使SVC系统的响应过程达到最优。仿真和实验结果表明,该最优PI控制器能快速跟踪SVC系统的电压设定值,基于该PI控制器的SVC能迅速进行无功补偿,具有较强的适应性和较高的补偿精度。     

距离保护在交流电压回路异常时操作规定的讨论

针对有关距离保护在失去电压时,现场值班员的运行操作规定进行了讨论。通过对微机继电保护装置的一般原理分析,提出了交流电压回路异常时应采取的措施,对加强保护配置及防止运行中的电气设备失去保护等方面提出了建议,从而对有关新规程的操作规定作了注解。     

A Method for Reducing the Dead‐Time Voltage and Impedance Voltage in a Series Voltage Compensator

Many research groups are developing series voltage compensators. In a series converter, since a transformer is used in series in the power system, the power system current flows into the voltage source inverter through the transformer. The inverter current, which is determined by the transformation ratio, gives rise to an error voltage that consists of a dead‐time voltage and an impedance voltage. The error voltage is generated even when the reference voltage is zero. This paper describes the mechanism by which the error voltage occurs and proposes a method for reducing the error voltage. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 186(3): 85–93, 2014; Published online in Wiley Online Library ( wileyonlinelibrary.com ). DOI 10.1002/eej.22333     

交流电网不平衡情况下电压源换相直流输电系统的控制策略

推导了交流电网不平衡情况下电压源换相高压直流输电系统(voltage source converter based high voltage direct current transmission,VSC-HVDC)电磁暂态模型,提出了适用于该场合的抑制直流电压二次波动的控制策略。通过分析αβ坐标与dq+和dq-坐标之间的变换关系,得出结论：在正序旋转坐标下正序分量为直流量,负序分量是频率为100 Hz的交流量;而在负序旋转坐标下负序分量为直流量,正序分量是频率为100 Hz的交流量。通过简化交、直流侧电路,建立考虑换相电抗器损耗的交流系统不平衡情况下VSC-HVDC系统电磁暂态数学模型。为了抑制发生不平衡故障时直流电压的二次波动给VSC阀和直流电容器产生额外应力等问题,设计基于正、负序旋转坐标系的双电流内环控制器和直流电压外环控制器。仿真结果证明所提出的数学模型正确、可靠,所提出的控制策略能够有效地抑制直流电压二次波动。     

接入弱交流系统的背靠背直流输电系统控制策略改进

背靠背直流工程逆变侧采用定熄弧角控制时,整流侧和逆变侧耦合关系较强,但换流变压器分接开关动作次数少;而采用定直流电压控制时,耦合关系较弱但分接开关动作次数多。在分析相关控制策略优缺点的基础上,提出了改进控制策略,逆变侧通过熄弧角控制直流电压为指令值,直流电压指令值随直流功率变化,分接开关控制熄弧角在正常范围内。该控制策略保留了定熄弧角控制和定直流电压控制的优点。提出整流侧和逆变侧在分接开关动作时预估无功小组是否会因分接开关动作而投切,进而确定分接开关和无功小组动作的先后关系,防止了分接开关的反复动作。算例表明该控制策略可以减少背靠背工程无功小组投切和分接开关动作次数,减小逆变侧无功小组投切电压波动,适用于接入弱交流系统的背靠背工程,长距离直流输电工程也可以借鉴文中控制策略。     

考虑直流调制的交直流系统中长期电压稳定协调控制

综合考虑直流系统整流侧和逆变侧控制量的调制,协调交流系统和直流系统各控制量,提出了一种考虑直流调制的交直流系统中长期电压稳定协调控制方法。首先,推导出换流母线电压对整流侧和逆变侧换流器传输功率的灵敏度解析表达式,并基于轨迹灵敏度建立以节点电压轨迹偏差和控制代价最小为综合目标的模型预测控制优化模型。然后,根据对系统控制轨迹的预测,进行交直流系统控制数量自适应调整和控制地点优选,以提高模型预测控制的效率,协调交直流系统各控制量进行电压滚动优化控制。最后,对交直流混联系统进行仿真,结果表明针对不同的故障场景,所提控制方法均能有效调制直流系统传输功率和熄弧角,全面协调交直流系统的各种控制手段,提高系统中长期电压稳定性。     

基于电流变化的交流接触器分段电压智能化控制研究

在总结国内外多种控制方案的基础上,根据接触器吸合阶段线圈中电流随铁心气隙变化呈现出的规律,提出了以线圈电压和电流变化为参量的智能化控制方案.通过电压电流采样,动态改变控制信号占空比,达到了实时调节线圈电流,实现了交流接触器的智能控制,优化了触头的碰撞速度,提升了接触器的机械特性和可靠性,降低了能耗.     

直流馈入下的输电线路距离保护动作特性分析

直流馈入使传统输电线路距离保护的运行环境发生了改变,从而对其动作特性产生影响。结合距离保护原理的特点分析了直流馈入对输电线路距离保护影响的机理,指出其影响主要在于直流系统等值电流作用于故障过渡电阻而造成测量电抗的波动变化;基于受端电网故障引发各种换相失败情况下直流系统等值工频量电流的变化特性,从理论上分析、比较了不同输电线路情况下的距离保护受直流系统影响的特点。基于PSCAD/EMTDC仿真验证了该理论分析的正确性。     

基于电压控制特性的电压源型多端直流/交流系统潮流求解

由于基于电压源型换流器的高压直流(VSC-HVDC)输电技术具有良好的可控性,对负荷中心供电、风电消纳、孤岛电力传输等适应能力强,电压稳定性好,因此具有良好的应用前景。当前对VSC-HVDC系统主要基于定功率控制模式进行潮流计算,而很少考虑到实际的换流器电压控制能力。为了更加精确地反映实际电网中VSC的电压控制特性,文中建立了基于VSC的电压控制模型,考虑了换流器损耗、交流滤波器、换流器容量限制等的影响,并基于电压控制特性提出了VSC多端直流/交流系统的通用潮流求解方法。对直流电网功率分布变化和N-1故障以及多端直流/交流系统的潮流算例分析表明,所提的潮流算法能够反映直流换流器的电压控制调节能力,验证了基于VSC的多端直流/交流系统在考虑换流器电压控制特性后的潮流方法的有效性、合理性以及算法的快速性。     

接地故障下的SVC优化设计及其对后续换相失败控制策略

针对高压直流输电建设过程中存在的运行风险与故障影响,以交流侧常见的接地故障为问题导向,探索静止无功补偿器(SVC)的优化设计方法及其新型控制策略,以提高直流输电系统抵御后续换相失败的能力,保证接地故障条件下输电系统的运行稳定性。以故障发生时的换流母线电压跌落为判别依据,理论分析与结果对比表明通过合理配置固定电容器组(FC)和晶闸管控制电抗(TCR)中电感的容量,并对无功补偿过程中的FC切换与TCR触发角进行逻辑优化控制,不仅可以有效抵御后续换相失败的风险,还能解决SVC补偿过程中的电压“反调”。