配电台区无功功率及三相不平衡电容调节的研究

针对我国配电台区普遍存在无功不足和三相不平衡的问题,通过相间电容和分相电容来实现无功功率和三相不平衡的调节。分析了相间和分相跨接电容进行无功功率和三相不平衡调节的原理。以补偿后系统三相不平衡度最小为目标,采用非线性约束优化算法计算出最优的补偿容量配置。并以功率因数为0.4～0.9、不平衡度为0～50%、负载率为40%～70%的400 kVA配电台区变压器为验证模型,给出了不同变压器工况下补偿电容容量的选择方案。通过仿真和工程应用验证了该电容调节方法的正确性,最后给出了电容调节方法的适用范围。     

低压电网三相负荷动态补偿系统的设计

低压电网三相负荷动态补偿系统由三相不平衡调补装置、智能换相开关和监控主站组成。三相不平衡调补装置和智能换相开关实时采集配电台区的负荷数据,并通过GPRS上传至监控主站。系统分两级调整三相不平衡负荷,①通过智能算法计算最优换相策略,并通过远程控制换相开关动作实现粗调,②通过三相不平衡调补装置自动判断台区的负荷情况,改变电容补偿量以及电容补偿方式实现细调。     

配电台区三相不平衡治理控制策略研究

针对配电台区广泛存在的三相负荷不平衡问题,为保证并网电流波形的正弦度以及电能输出质量,这里提出一种配电台区三相不平衡治理控制策略,通过在配电变压器用户侧就地接入三相四线中点箝位型(NPC)三电平拓扑结构的不平衡治理装置,采集用户侧负荷电流信息,并利用对称分量法和叠加原理进行配电台区不平衡电流中的负序/零序电流补偿,保证配电台区负荷不平衡条件下并网电流的对称性。仿真和实验结果验证了该控制策略能有效抑制由不平衡负荷引起的入网电流畸变,获得高质量的并网电流波形。     

配网三相不平衡混合补偿器的控制策略研究

目前治理配网台区三相不平衡主要采取的技术是在相间跨接电感、电容或者负载三相倒闸装置,但自身特性技术因素导致体积过于庞大、补偿精度不够、响应负载变化滞后,随着电力电子技术的发展,基于电力电子技术的补偿装置能达到快速精确补偿三相不平衡的效果,但其造价高昂,全面代替原有LC补偿造成一定的资源浪费。本文提出一种SVG+LC的混合补偿器,既可利用小容量SVG的快速精确动态补偿,又可利用原有LC应对三相不平衡补偿中的粗补偿需求,并对其总体协调与子系统的控制策略进行研究,以应对电网电压的闪变与跌落,同时防止传统LC粗补带来的过补偿隐患,通过仿真验证了方案在三相不平衡补偿上的适用性。     

换相技术在三相负荷不平衡治理中的应用研究

配电台区三相负荷不平衡会对配电网的供电安全、供电质量和经济运行产生不良影响,是配电网薄弱环节中亟待解决的问题之一。目前,治理台区三相负荷不平衡最直接、最有效的技术措施就是根据三相负荷不平衡程度动态改变单相负荷接入的相序,将台区三相不平衡控制在规定的范围内。本文构建了换相数学模型,详细分析了换相控制策略,用基于换相控制技术的三相负荷不平衡自动换相装置,进行了过零投切换相实验和配电台区工程化应用实验,实验结果表明,换相控制技术在配电台区三相负荷不平衡治理上是可行的。     

配电台区负荷不平衡与无功综合补偿方法研究

针对配电台区三相负载不平衡导致的配电台区电能质量及运行可靠性降低问题,提出一种基于对称分量变换原理的综合补偿负载不平衡与无功的方法,在现有台区无功补偿装置基础上建立了以晶闸管投切电容器(TSC)支路为基本结构的Δ-Y混合补偿回路。依据补偿后系统三相对称电流、无功电流为零的补偿思路,通过对负载电流、补偿电流进行对称分量变换及分析,建立符合配电台区及补偿回路特点的不平衡及无功综合补偿模型,只需测量补偿前各相负荷的有功及无功功率,即可快速准确计算补偿元件参数,实现不平衡负载及无功的综合补偿。通过仿真和实验,证明了该补偿方法的有效性、实用性和准确性。     

配电变压器负荷不平衡有源补偿技术应用研究

随着配网建设的推进和用电负荷的广泛接入,配电变压器负荷三相不平衡问题日益突出,本文研究有源三相不平衡补偿装置在配电台区的应用技术。首先指出了负荷三相不平衡带来的问题,并从理论上分析了该装置提高台区电能质量、降低配变和线路损耗的原理;然后基于贵州电科院"电网节能降损技术实验室"平台,模拟实际配变、线路及负荷情况,验证了该装置能在调节负荷不平衡的同时补偿无功,实验中还通过控制变量法得出影响装置降损效果的两个关键因数:装置接入点至变压器之间低压线路长度、装置自身效率,进而提出有源补偿装置应用于台区三相不平衡治理的技术改进方向;最后,在贵阳供电局安装了两台有源补偿装置,现场运行结果验证了理论分析和实验测试结果的正确性。     

基于基波检测原理的配电台区有源补偿装置研究与应用

主要介绍了应用于低压配电网三相四线系统的配电网有源电力电子补偿装置,分析了直接检测基波有功电流分量的基本原理。利用此种控制方式的配电网有源补偿装置在谐波、无功方面的补偿特性,尤其在配电台区负荷不平衡情况下,通过在Matlab/Simulink环境下仿真,证明此种配电网有源补偿装置检测控制方法的可行性和对三相负载不平衡情况下的良好补偿特性。最后通过开发样机证明了此种理论在补偿配电台区无功及三相电流不平衡情况下的有效性。     

配电台区三相不平衡治理技术研究

针对农村配电台区因大量不平衡负载导致的电能质量下降问题,首先介绍了基于无源器件的配电台区不平衡治理方法,在此基础上,提出一种基于电力电子装置的有源不平衡治理控制技术.通过在配电台区低压侧就地接入三相四线有源不平衡治理装置,实时采集不平衡负载电流,并实现对其负序/零序分量的有效补偿.仿真和实验结果验证了所提不平衡治理技术能有效改善配电台区入网电流对称性,大幅提高配电台区电能质量.     

电压不平衡下正序有功有源装置补偿特性研究北大核心

介绍了应用于低压配电网三相四线系统的电力电子动态有源补偿装置,分析了基波正序电流分量检测方法的基本原理,利用此种控制方式的配电网有源补偿装置在谐波、无功、三相不平衡方面的补偿特性。在Matlab/Simulink环境下仿真证明此种检测方法的可行性和对三相负载不平衡情况下的良好补偿特性,尤其是在三相电压不平衡的情况下,最后通过开发样机证明了此种理论在补偿配电台区无功情况下的有效性。     

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。     

地区主站区域电压无功控制和动态无功补偿系统联动策略研究

为了解决地调自动化主站系统电网区域电压无功控制中出现的无功过补偿、电容和主变压器抽头操作过于频繁的问题,对电网区域电压无功控制技术与变电站的无功动态补偿系统的联动策略进行研究。通过在一座110 kV变电站安装了一组无级调节电抗器及其控制装置,使其与主站系统的区域电压无功控制相互配合对站内的无功装置和主变压器抽头进行控制。结果表明联动控制效果较好,在对电网电压和无功电压进一步优化的同时,消除了电网无功过补偿、电容和主变压器抽头操作过于频繁的现象。     

风电汇集地区电压不平衡特性分析及抑制策略

中国风电多采用"大规模集中开发,远距离传输"的模式,风电汇集地区常无本地负荷,在大规模风电汇集地区常出现三相电压不平衡现象,严重时会造成风机脱网,威胁到电力系统的安全稳定运行.针对这一问题,提出了风电汇集地区电压不平衡机理及抑制策略.首先,基于实测数据提取风电汇集地区电压不平衡现象的关键技术特征;其次,构建风电汇集地区等效电路模型,考虑风电汇集地区静态电压稳定极限及不换位输电线路三相阻抗参数不平衡等因素,提出电压不平衡度的估算方法;最后,以汇集站负序电压最小为目标,提出风电汇集地区三相无功优化模型,通过动态无功补偿装置分相调节实现风电汇集地区负序电压抑制.以实际风电汇集系统为例,通过仿真分析验证了机理分析和抑制策略的有效性.     

带蓄电池储能系统的DSTATCOM有功无功联合优化控制

蓄电池储能系统接入配电网静止同步补偿器(B-DSTATCOM)进行有功无功联合控制可有效缓解高波动性分布式电源大量接入配电网导致的电压越限、网损加重、三相不平衡度增加等系列问题。对此,文中提出一种计及光伏发电的不平衡主动配电网B-DSTATCOM实时有功无功联合优化控制策略。首先,对B-DSTATCOM四象限运行原理进行研究,在此基础上以电压偏移、网损、电压不平衡度及运行成本为子目标函数建立B-DSTATCOM实时有功无功联合多目标优化控制模型,并采用加权求和法、改进粒子群优化及直接潮流法求得最优控制方案。最后,基于澳大利亚某实际含光伏低压不平衡配电网进行MATLAB仿真,验证所提方法及模型的有效性、实用性和鲁棒性。     

配电网单-三相混合潮流计算模型及算法

针对配电网三相潮流问题计算精确性和计算速度要求,提出了一种单-三相混合配电网潮流计算模型及算法。首先推导了电网三相潮流计算模型,然后根据配网不确定性特点,对局部的对称部分采用单相潮流计算,对于不对称部分采用三相潮流计算,2部分网络之间通过单-三相接口进行连接,从而实现单相网络与三相网络的统一建模;进而基于线路电流的不平衡度,自动确定单-三相接口的位置。算例证明了所提出的单-三相混合配电网潮流计算方法和动态接口策略的有效性和正确性。     

有源滤波与动态无功综合补偿控制装置设计

针对传统有源电力滤波器的容量与成本的矛盾,设计了一种基于数字信号处理器和可编程逻辑门阵列的有源滤波与动态无功功率综合补偿控制装置.该装置将有源电力滤波器（APF）及晶闸管投切电容器（TSC）进行混合滤波,使该装置兼具有源滤波与无功功率补偿的优点,具有有效补偿各次谐波,抑制闪变,补偿无功,提高功率因数,改善配电网电能质量的功能.利用Matlab/Simulink对该装置进行了仿真验证,并将其应用于电动汽车充电站,装置运行效果良好.     

考虑三相有功不平衡度的无功电压集中控制策略

我国低压配电网中的负荷过重且分配不均,近年来,大量光伏的接入更进一步加剧了三相不平衡和低电压问题。针对三相不平衡问题,换相开关能通过调整负荷的方式从根本上进行解决;而大量光伏逆变器也可作为有效的无功调节资源,但目前其无功电压调节潜力尚未被开发利用。因此,以换相开关和光伏逆变器为主要调控设备,文中提出了考虑三相有功不平衡度的无功电压集中控制策略,其中,所提换相开关的控制策略综合考虑了配变低压侧三相有功功率偏差度和换相开关动作次数,所搭建的光伏逆变器无功优化模型以线路损耗最小化为目标,经仿真验证,所提换相开关控制策略可有效降低三相不平衡度、提升电压,光伏逆变器的无功优化模型可进一步降低线路损耗、改善电压。     

基于智能软开关和无功补偿装置的配电网双层优化

智能软开关作为一种新型配电装置,其应用将极大地提高配电系统运行的经济性、灵活性和可控性。首先提出了一种考虑智能软开关和传统无功补偿装置并存的多手段互补的电压控制方法,构建了兼顾配电网运行经济性与系统电压水平的双层运行优化模型。然后针对该模型提出了一种基于遗传算法和内点法的混合求解策略,并采用预动作表法确定离散设备的动作时刻,同时根据智能软开关的功率储备对预动作时刻表作出动态调整。最后,在改进的IEEE 33节点系统中,对所提出的运行优化模型进行验证和分析。仿真结果表明,智能软开关与无功补偿装置的组合能够有效应对源—荷不确定变化引起的电压波动,显著提高电网的稳定运行水平与能量传输能力。     

基于PSIM的±10kvar静止同步补偿器建模及仿真

动态无功补偿装置近年来在风电场及光伏电站应用越来越广泛,为更好地掌握动态无功补偿装置的原理及运行特性,基于电流直接控制策略的控制系统,建立了±10 kvar静止同步补偿器(STATic synchronous COMpensator,STATCOM)的仿真模型;并运用电力仿真(Power SIMulation,PSIM)软件对所建模型进行了系统仿真,得出了STATCOM的动态补偿仿真波形。结果表明:该无功补偿装置具有良好的动态补偿特性。