±50 Mvar STATCOM装置在上海电网中的应用

上海电网是典型的大受端电网,受电比率已达用电负荷的35%。上海220 kV电网分7片运行,各分区内电压支撑能力和联络能力不强,动态无功储备缺乏,极易引发电压稳定问题。其中黄渡分区最有必要配置动态无功设备,在西郊变电站安装了±50Mvar STATCOM动态无功补偿装置。±50Mvar及以上STATCOM装置目前世界上仅有7台,该台是我国完全拥有自主知识产权的设备,技术达到世界先进水平。从安装运行后的情况看,黄渡分区线损率至少可降低5%左右。     

STATCOM在电网暂态电压稳定中的应用仿真

由于动态无功补偿能力不足,受端电网有可能会面临暂态电压稳定问题。本文在介绍动态无功补偿装置STATCOM的工作原理和模型基础上,以北京电网2011年网架结构为背景开展了静止无功补偿器(STATCOM)在北京电网中的应用仿真,论证了STATCOM对电网暂态电压的动态支撑作用。通过对其安装效果进行仿真计算和分析比较,提出了STATCOM在电网暂态电压稳定中的应用建议。     

对比研究链式STATCOM与SVC对电网的暂态支撑能力

大型互联电网若缺乏充足的动态无功支撑将面临严重暂态电压失稳现象,在输电系统的关键位置安装快速可控的无功补偿装置将有效抑制这一现象.重点研究了电网故障下动态无功补偿装置SVC和链式STATCOM的暂态电压支撑能力以及暂稳极限提高能力.针对链式STATCOM的独特结构,提出了一种改进分相控制策略.基于Matlab/Simulink搭建了系统仿真模型,仿真结果证实故障下链式STATCOM的暂态电压支撑能力略高于SVC,暂稳极限提升能力明显优于SVC,同时验证了改进分相控制策略可确保不对称故障期间链式STATCOM对系统的暂态支撑作用正常发挥.     

含大规模新能源的电力系统STATCOM选址及容量优化

为了改善含大规模新能源电力系统电压稳定性,针对大电网系统提出了一种基于分区优化的静止同步补偿器（static synchronous compensator, STATCOM）动态无功多目标选址定容方法。提出了一种基于电气距离和暂态电压特性的分区方法,能够有效地考虑电力系统拓扑结构、线路参数以及励磁系统参数和稳定器参数等对电力系统分区的影响;采用电压控制指标辨识STATCOM最优安装节点;构建了包含投资成本、静态电压稳定指标和暂态电压严重性指标的多目标动态无功规划模型;采用基于自适应协方差矩阵和混沌搜索的多目标群搜索优化算法和熵权理想度排序法对多目标无功规划模型进行求解和决策推理。对所提方法在某省级规划电网中进行了测试,仿真结果表明,优化后的STATCOM配置方案能够有效改善电力系统静态和暂态电压稳定性。     

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在海南电网中的应用

海南电网随着全省负荷增长、网架结构的改变,无功电压问题日益突出。针对海口地区电厂全停故障下的动态无功补偿不足,以海南电网2014年网架结构为背景,将静止无功补偿器STATCOM配置于该区电网,并进行仿真,对STATCOM的各种配置方案进行了详细的比较分析。结果表明,STATCOM对海南电网电压稳定性起到重要支撑作用,为STATCOM在海南电网的实际应用提供初步探索。     

±50 Mvar静止补偿器接入系统运行策略仿真研究

针对上海西郊变电站±50 Mvar静止补偿器（STATCOM）接入系统的运行策略进行了研究和仿真。基于上海提供的电网数据，根据系统的实际情况，分析了上海西郊变电站±50 Mvar STATCOM的主要控制目标为动态电压支撑和日常调压。研究和制定了STATCOM接入系统的运行策略，对用于日常调压的无功容量进行限制，留有一定的动态无功备用，当出现快速和大幅的电压变化时迅速跳转至额定运行，以最大无功输出能力提供动态电压支撑。对±50 Mvar STATCOM与西郊变原有的两组30 Mvar投切电容之一相配合的综合运行方案进行了探讨，一般情况下该组30 Mvar电容一直投入，使STATCOM运行在感性输出范围内，这样可以增大电压降落时的动态无功备用。文中重点在电力系统分析综合程序（PSASP）中进行了仿真研究，仿真结果验证了运行策略的可行性和正确性。     

苏州南部电网的电压稳定问题及无功补偿策略研究

本文首先介绍了苏州南部电网现状及未来发展规划。在此基础上,针对苏州南部电网存在的电压稳定问题进行了研究,分析了电压失稳的机理,梳理了影响电压稳定的关键因素,并提出了安装动态无功补偿装置的解决措施。通过对调相机、静止无功补偿器(SVC)和静止同步补偿器(STATCOM)3种常用动态无功补偿装置的原理、配置方案和接入后对电网影响的研究和论证,提出了解决苏州南部电网电压稳定问题的结论与优化建议:2020年在吴江安装1组300 Mvar的STATCOM补偿装置,即可提升系统故障恢复后的电压水平,并维持检修方式下N-2故障的苏州南部电网电压稳定。     

含无功补偿装置的风电并网系统暂态电压稳定性研究

针对大规模风电并网后系统的暂态电压稳定性问题,阐述了暂态电压失稳的机理以及暂态电压稳定性的分析计算方法,介绍了2种重要的无功补偿装置SVC和STATCOM。采用BPA软件对国内某一实际电网进行了仿真分析,结果表明,风速变化和系统发生短路故障均会对系统的暂态电压稳定性造成影响,导致系统的电压水平降低。装设SVC或STATCOM对系统电压均有支撑作用,且STATCOM对电压的支撑作用更加明显。     

±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。     

基于不同失稳机理的动态无功补偿装置的配置

从输电网功角失稳和配电网电压失稳的不同机理出发,对动态无功补偿装置在输、配电网络中不同配置进行了探索性的分析.对于输电网,根据系统失稳时临界割集处电压降低幅度大的特点,提出在输电网的临界割集或附近安装STATCOM装置,其原因在于STATCOM装置受端电压变化影响小,在功角失稳前电压降得很低时仍能提供较大感性无功功率;...     

STATCOM在江西电网中的应用仿真研究

针对江西电网暂态电压稳定性能差,无功补偿相对不足的现状,以吉安地区2005年网架结构为背景,将先进的静止同步补偿器STATCOM应用于该区电网,进行了大量仿真分析,并对STATCOM安装在不同地点时其作用效果的差异进行了详细的分析比较。仿真结果表明,将STATCOM应用于江西电网后,可极大地改善系统暂态电压稳定性能。所得结论为STATCOM在江西电网的推广应用提供了理论依据。     

移动式百兆乏级STATCOM在上海电网的应用研究

结合上海电网的结构特点和发展趋势,从增强电压稳定支撑能力、提高系统安全稳定水平、改善电能质量等角度,分析了移动式百兆乏级STATCOM在上海电网应用的可行性,并与SVC方案进行了比较。计算及分析结果表明,STATCOM在上海地区具有较好的应用前景,采用移动式STATCOM可满足上海电网对动态电源灵活配置的要求,有助于解决上海电网远期电压稳定问题,500 kV杨高和黄渡变电站适合作为上海STATCOM的示范点。     

含STATCOM的双馈电机风电场无功电压协调控制策略

为增强风电场并网点电压稳定性,提出了变速恒频双馈风电场与动态无功补偿装置STATCOM间的无功电压协调控制策略。电网故障导致风电并网点不同深度的电压跌落时,根据双馈风机Crowbar保护投切状态,对DFIG风电机组转子侧及网侧变流器与STATCOM进行无功功率分配,协调控制促进风电场LVRT期间风电并网点电压的快速恢复。最后,在DIg SILENT/Power Factory仿真软件中建立了风电场和STATCOM控制模型,通过仿真验证该控制策略的有效性。     

考虑电压暂降风险的高压配网动态无功容量优化配置

高压配网系统中,结合敏感负荷特性,引入电压暂降风险作为电压稳定的考虑对象。选用STATCOM进行动态无功补偿,从暂态研究电压稳定。建立无功优化的单目标函数模型,将电压暂降损失、线路有功损耗、动态无功补偿装置费用经济量化相加。设定多组无功容量并求取相应的总支出费用。通过Matlab软件对费用和容量进行曲线拟合,以计算最优容量。最后以广东电网某片区进行实例仿真,求取对应的最优解,结果显示在提高电力系统的安全可靠性同时也大大降低了经济成本。     

STATCOM与新型调相机的技术性和经济性比较

近年来电压稳定问题已经成为电网安全运行的一项重大挑战,新型调相机和STATCOM因其优异的电压支撑能力而受到越来越多的关注。本文首先简单介绍了新型调相机和STATCOM的基本原理和特性。接着,从应对系统电压跌落、电压骤升和对短路电流的影响3个方面对这两种无功补偿设备进行了技术性比较,根据比较结果从技术性角度给出了不同应用场景下无功补偿设备的选择建议。最后,文章采用等年值法对比了新型调相机和链式STATCOM的经济性,并从经济性角度给出了不同应用场景下无功补偿设备的选择建议。     

A new configuration of two-level 48-pulse VSCs based STATCOM for voltage regulation

In this paper, a new configuration of STATCOM (Static Compensator) with constant DC link voltage is proposed for the voltage regulation. The proposed STATCOM consists of eight sets of two-level double-way Voltage Source Converters (VSCs). Each double-way VSC consists of two six-pulse VSCs connected through an open winding transformer unit. The phase-angle difference between these two VSCs is varied for the reactive power control. The proposed STATCOM model is developed using MATLAB/Simulink, SimPowerSystems (SPS) toolboxes and dynamic performance is studied for the change in the reference reactive power, the terminal voltage reference and voltage control under switching on an inductive and a capacitive loads. Simulation results are presented to demonstrate the voltage regulation capability of the STATCOM under these conditions.     

角形级联型STATCOM不平衡工况下的无功功率控制策略

针对电压不对称工况下级联静止同步补偿器(STATCOM)的无功功率控制问题,提出一种适用于角形级联型STATCOM的柔性无功控制策略,通过改变正序和负序无功功率指令值的比例,能够在电压不对称工况下柔性地调节输出的正序和负序无功功率,改善公共连接点电压。结合应用于常规两电平的柔性无功控制策略与角形STATCOM电流控制指令求解方法,利用相量分解法,推导了电压不对称工况下的零序电流和相电流解析表达式,所提策略利用电压和电流瞬时值实时计算电流指令,具有较好的动态性能,同时根据推导的相电流表达式可以实时限制相电流幅值最大值,在提供无功功率的同时可以确保STATCOM运行在安全范围以内,提高了STATCOM的工程实用性。最后,仿真验证了所提方法的正确性和有效性。