浅谈配电网动态无功补偿新技术STATCOM

冲击性的无功负荷对配电网会产生非常严重的危害,而传统的无功补偿装置对于冲击性的无功负荷的补偿作用却非常有限。本文从配电网动态无功补偿的必要性出发,比较了STATCOM相对传统的无功补偿方式和SVC的优越性,分析了STATCOM的拓扑结构、基本工作原理和控制方法,提出了STATCOM新技术在配电网动态无功补偿中的应用。     

5TATCOM无功补偿技术在10kV配电网中的应用分析

针对STATCOM的原理结构特点,依据瞬时无功功率理论分析了其无功电流检测原理以及电压的控制策略,它将三相对称的交流量变为两相直流量分别进行控制,实现直流侧电压均衡控制,达到了无功补偿的目的。10kV配电网负荷的变化幅度大,电压质量问题严重,将STATCOM无功补偿技术应用到10kv配电网中,补偿效果明显,并指出了静止同步补偿器技术在未来城市配电网的发展趋势。关键洲：静止删步补偿器无功补偿配电网电压调节     

STATCOM与地区电压无功控制系统的协调控制

静止无功补偿器STATCOM能增加系统动态无功,但现在STATCOM的控制并没有与地区电压无功控制AVC控制协调一致,没有充分发挥STATCOM的作用。首先提出了一个简单易行的STATCOM与AVC的协调控制策略,其基本原理是由AVC将电容器、电抗器的无功替代STATCOM的无功,即释放STATCOM的动态无功以备急需;然后是通过将STATCOM的无功输出引入AVC的控制变量中,用扣减STACOM无功输出之后的主变无功代替原来AVC的主变无功,实现了STATCOM与AVC的软协调。本策略能够最大限度的发挥STATCOM的作用,提高电网应对电压崩溃能力和电压合格率,并已在工程中实际应用。本策略能够最大限度地发挥STATCOM的作用,提高电网应对电压崩溃能力和电压合格率。     

配电变压器集成式级联STATCOM原理与设计

配电网无功补偿能够有效减少电能损耗,提升供电质量,以配电变压器作为无功控制的节点充分利用配电变压器富余容量,提出一种与配电变压器相集成的级联静止无功发生器(STATCOM)装置。将级联型STATCOM通过Dyn11配电变压器高压侧三角形绕组抽头接入系统,研究通过抽头注入电流实现无功补偿的机理,分析注入电流对绕组电流分布的影响,充分利用变压器绕组的载流能力设计合理的接入点电压等级和补偿容量。针对配电变压器集成式级联STATCOM结构特点,提出改进的无功指令电流检测方法,采用非线性无源控制实现指令电流跟踪,提升控制系统的鲁棒性。仿真与实验结果验证了提出方案的有效性。     

500kV东莞变电站±200MVA静止同步补偿器的控制功能试验对比研究

为了验证静止同步补偿器(STATCOM)对电网电压的有效支撑作用,针对500kV东莞变电站±200MVA STATCOM工程项目,通过PSCAD软件仿真和现场试验对STATCOM装置的定电压控制、恒无功控制、与站内原有固定补偿器的协调控制这3项主要控制功能进行了功能试验对比研究。研究表明,STATCOM实际输出的无功电流能快速跟踪控制目标电流的变化,且PSCAD仿真与现场试验结果一致。因此证明了PSCAD模型贴近实际装置,且STATCOM的控制功能设计合理,能够对系统无功变化作出快速响应,能有效实现电压支撑作用,提高电网的输电能力,保证电网的安全稳定运行。     

STATCOM无功补偿技术在10kV配电网中的应用分析

针对STATCOM的原理结构特点,依据瞬时无功功率理论分析了其无功电流检测原理以及电压的控制策略,它将三相对称的交流量变为两相直流量分别进行控制,实现直流侧电压均衡控制,达到了无功补偿的目的。10kV配电网负荷的变化幅度大,电压质量问题严重,将STATCOM无功补偿技术应用到10kv配电网中,补偿效果明显,并指出了静止同步补偿器技术在未来城市配电网的发展趋势。     

±200 Mvar静止同步补偿器的电网电压控制策略

结合南方电网±200 Mvar链式静止同步补偿器(STATCOM)的应用实践,研究了大容量STATCOM对电网电压的控制策略。基于STATCOM装置的动态无功补偿原理,介绍了STATCOM装置4种控制模式,指出正式运行时仅采用稳态调压和暂态电压控制2种模式,根据目标母线电压自动进行模式识别和切换。介绍了稳态调压控制基本参数的设计,分析了该模式下STATCOM对电网电压的调节范围和效果。通过对电网故障的针对性分析,设计了STATCOM暂态电压控制逻辑,指出近端故障时可进入零无功的主动闭锁状态。对比全日电网电压曲线和STATCOM无功曲线,印证了STATCOM稳态调压模式可跟踪电网电压进行实时调节。分析故障录波数据,验证了STATCOM在电网故障时可在20 ms左右达到90%的最大暂态输出的设计要求。实践证实了所述的STATCOM的电网电压控制策略的可行性和有效性。     

不平衡工况下链式STATCOM的运行极限分析

在并网电压不平衡或补偿无功电流不平衡的工况下,需采用控制策略以保证链式静止同步补偿器(STATCOM)各个链节单元的直流电压基本恒定。常用的方法是将三角形接线的STATCOM叠加零序电流或星形接线的STATCOM叠加零序电压。基于零序分量叠加的方法,分析了在不平衡工况下保证链式STATCOM正常运行的条件。综合考虑并网电压不平衡与补偿无功电流不平衡的情况,分析了并网电压不平衡度、补偿无功电流不平衡度与装置额定电流、额定电压之间的关系。据此定量给出了三角形接线与星形接线的STATCOM装置不平衡运行的极限。通过比较发现,三角形接线的STATCOM更适用于补偿无功电流不平衡度较高的场合,而星形接线的STATCOM更适用于并网电压不平衡度较高的场合。最后在MATLAB/Simulink环境中搭建了仿真系统,仿真结果验证了上述分析的正确性和有效性。     

STATCOM基本控制与附加控制的比较研究

STATCOM是柔性交流输电系统(FACTS)中无功补偿的发展方向,其基本控制方式的研究具有重要意义。首先运用PSCAD/EMTDC软件对STATCOM两种基本控制策略:恒电压控制与恒无功控制进行仿真分析并比较两种控制方式的优缺点。为了改善直流侧电容电压波动问题,在基本控制基础上附加定直流侧电压控制并取得了良好的效果。最后,分析强制补偿控制投入后对带有定直流侧电压的恒无功控制策略的影响,指出恒无功控制在提高电力系统暂态稳定性方面的优势。     

配电网无功补偿中的平均功率平衡控制

针对配电网的无功补偿问题,选取级联H桥型静止同步补偿器(STATCOM)的星形主电路为研究对象,提出了一种通过直流侧电压分层控制来实现系统平均功率平衡控制的方法。为此,建立了级联H桥型STATCOM的数学模型并分析了系统的功率交换过程。结果表明,只要对系统相电压和相电流的正序、负序分量进行合理控制,即可实现该型STATCOM的直流侧电压平衡和无功动态补偿。所提方法基于这一认识而提出,该方法以平均有功功率和平均无功功率为控制量,控制产生系统的参考补偿电流,并将其正序、负序分量与实际补偿电流的对应分量比较后得到调制信号。仿真分析表明,该方法在直流侧电压的平衡控制和系统的无功动态跟踪方面都具有良好的效果。