220kv站statcom系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用可行性研究報(bào)告(編輯修改稿)
2025-06-01 22:54 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 控制 —177。50MVar STATCOM關(guān)鍵技術(shù)問題的研究——2004年1月通過評(píng)審（b） 西郊變電站177。50MVar STATCOM裝置的研制—— 177。50MVar STATCOM 裝置2006年2月28日并網(wǎng)運(yùn)行，3月7日完成全部現(xiàn)場試驗(yàn)，4月10日通過國家電網(wǎng)公司組織的驗(yàn)收，認(rèn)為核心技術(shù)達(dá)到國際水平。三、 項(xiàng)目的理論和實(shí)踐依據(jù)[項(xiàng)目的原理簡述]STATCOM（Static Synchronous Var Compensator）是一種基于大功率換流器技術(shù)的靜止無功補(bǔ)償裝置，是FACTS技術(shù)產(chǎn)品領(lǐng)域中關(guān)鍵設(shè)備之一。STATCOM是并聯(lián)的無功補(bǔ)償裝置，在運(yùn)行時(shí)相當(dāng)于一個(gè)電壓、相位和幅值均可調(diào)的三相交流電源，通過控制電力電子系統(tǒng)的特定參數(shù)可以改變輸出，可以發(fā)出或者吸收無功。STATCOM以電壓型逆變器為核心，由系統(tǒng)通過聯(lián)絡(luò)變壓器和變流器整流后向電容器充電，同時(shí)在電容器上的直流電壓通過變流器逆變成三相交流。STATCOM的等效原理圖上圖為STATCOM的等效原理圖，圖中US為系統(tǒng)電壓，UC為逆變器輸出的工頻交流電壓，兩個(gè)電抗器XS和XC分別表示系統(tǒng)阻抗和STATCOM與系統(tǒng)之間的連接電抗器及變壓器。STATCOM和系統(tǒng)之間的無功交換可以通過改變逆變器三相輸出電壓UC的幅值實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過適當(dāng)?shù)拈]環(huán)控制，使逆變電壓UC與系統(tǒng)電壓US同相位，那么電流I將是一個(gè)純無功電流，表達(dá)式如下：改變逆變電壓UC的幅值就可以改變電流I的性質(zhì)：●當(dāng)逆變器輸出電壓幅值增大超過系統(tǒng)母線電壓，即UC﹥US時(shí)，電流從逆變器側(cè)經(jīng)過電抗器流向系統(tǒng)，STATCOM相當(dāng)于系統(tǒng)的容性負(fù)載，發(fā)出容性無功送給系統(tǒng)，見下圖（a）；●當(dāng)逆變器輸出電壓幅值減小低于系統(tǒng)母線電壓，即UC﹤US時(shí)，電流從交流系統(tǒng)流向STATCOM，STATCOM相當(dāng)于系統(tǒng)的感性負(fù)載，從系統(tǒng)吸收感性無功，見下圖（b）； （a）UC﹥US時(shí)，I為容性 （b）UCUS時(shí)，I為感性 無功交換原理圖●如果逆變器輸出電壓等于系統(tǒng)交流電壓，逆變器既不吸收無功也不發(fā)出無功，無功交換為零。逆變器的正常運(yùn)行必須靠直流側(cè)的電壓支撐，在逆變器接入交流電源開始運(yùn)行時(shí)，由各可關(guān)斷器件的反向續(xù)流二極管構(gòu)成整流器，對(duì)直流電容器充電。但在逆變器開始正常運(yùn)行后，直流電容器的儲(chǔ)能將會(huì)用來滿足逆變器的內(nèi)部損耗，電容電壓會(huì)下降，必須不斷的對(duì)電容器充電補(bǔ)能使電壓保持在正常工作范圍。這可以通過使逆變器輸出電壓滯后交流系統(tǒng)電壓一個(gè)很小的角度來實(shí)現(xiàn)，逆變器從系統(tǒng)吸收少量有功滿足其內(nèi)部內(nèi)部損耗，保持電壓水平。根據(jù)同樣的原理，只要改變逆變器中的電力電子器件觸發(fā)脈沖的同步時(shí)間，從而調(diào)節(jié)逆變器的輸出電壓與系統(tǒng)電壓間的相角差，就可以控制他們之間的有功功率交換，提高或降低電容器電壓，這樣就會(huì)改變逆變器輸出電壓的幅值，達(dá)到控制發(fā)出或吸收無功的目的。如果系統(tǒng)電壓領(lǐng)先于裝置的電壓，系統(tǒng)向STATCOM的電容充電，使電容器上的電壓Udc提高，因此通過逆變器輸出的電壓高于系統(tǒng)電壓，STATCOM向系統(tǒng)送無功功率。反之，觸發(fā)脈沖使逆變電壓領(lǐng)先于系統(tǒng)電壓，電容器只好用電壓降低輸出電能，于是STATCOM將處于吸收無功功率的狀態(tài)下。STATCOM和交流系統(tǒng)之間的無功和有功交換可以彼此獨(dú)立控制，實(shí)現(xiàn)有功的發(fā)出或吸收與無功的發(fā)出或吸收的任意組合。通過這個(gè)能力，就可以獲得無功和有功輸出的非常有效的控制策略，從而提高系統(tǒng)的暫態(tài)和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。 [技術(shù)關(guān)鍵和難點(diǎn)]1）結(jié)合多電平與PWM技術(shù)的換流器結(jié)構(gòu)與開關(guān)策略的優(yōu)化設(shè)計(jì)，能夠有效地減少STATCOM注入系統(tǒng)的諧波。2）針對(duì)電鐵不平衡負(fù)載的控制算法，這種算法能夠充分發(fā)揮STATCOM的特點(diǎn)，有效地降低負(fù)序電流的影響。3）直流電壓平衡控制與自平衡反饋線性化控制策略的實(shí)現(xiàn)。4）采用全數(shù)字式控制器，具備多微處理器協(xié)調(diào)控制功能。控制器采用CAN現(xiàn)場總線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)之間的可靠、快速數(shù)字信號(hào)傳輸，為實(shí)時(shí)記錄系統(tǒng)的故障、動(dòng)態(tài)刷新人機(jī)界面提供保障；調(diào)節(jié)器采用DSP快速數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，可以快速跟蹤負(fù)荷的無功需求變化進(jìn)行補(bǔ)償。5）控制系統(tǒng)具有多重監(jiān)控及保護(hù)功能，完成在系統(tǒng)各種異常情況下的可靠保護(hù)；監(jiān)控系統(tǒng)采用一體化工作站，并具有友好的人機(jī)界面，便于控制和查詢故障類型和故障位置；控制器的監(jiān)控及保護(hù)系統(tǒng)通過“通訊控制器”與上級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通訊規(guī)約聯(lián)接，這樣可以達(dá)到遠(yuǎn)方的監(jiān)視和控制，實(shí)現(xiàn)無人值守。6）密閉式循環(huán)純水冷卻方式，這種散熱方式效率高、無噪聲污染，具備較高自動(dòng)化程度，免維護(hù)。7）閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與型式試驗(yàn)。項(xiàng)目研究內(nèi)容和實(shí)施方案[研究方法] 應(yīng)用電力系統(tǒng)分析軟件建立STATCOM裝置模型，對(duì)STATCOM裝置接入系統(tǒng)前后的電壓穩(wěn)定性，電壓波動(dòng)，三相電壓不平衡度，諧波等各項(xiàng)電能質(zhì)量指標(biāo)分別進(jìn)行分析計(jì)算，并根據(jù)實(shí)際情況制定出STATCOM裝置的控制策略； 應(yīng)用理論分析和計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算相結(jié)合的方法，進(jìn)行STATCOM裝置的參數(shù)設(shè)計(jì)，及控制器的實(shí)現(xiàn)； 應(yīng)用先進(jìn)的電力電子試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行STATCOM裝置的調(diào)試試驗(yàn)。[技術(shù)路線] 理論計(jì)算研究和工程實(shí)現(xiàn)相結(jié)合，著重解決電網(wǎng)中存在的實(shí)際問題。該項(xiàng)目進(jìn)程如下：第一步：應(yīng)用電力系統(tǒng)分析軟件進(jìn)行仿真分析計(jì)算，分析比較STATCOM治理效果，確定STATCOM裝置的安裝容量；第二步：進(jìn)行STATCOM裝置的參數(shù)配置及布置方案設(shè)計(jì)；第三步：根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況和STATCOM裝置的運(yùn)行特點(diǎn)分析制定STATCOM的控制策略；第四步： 進(jìn)入工程實(shí)施階段，進(jìn)行設(shè)備的訂貨與采購；第五步：進(jìn)行裝置的調(diào)試試驗(yàn)和現(xiàn)場安裝，并投入運(yùn)行。[項(xiàng)目具體內(nèi)容]1) 對(duì)小營220kV變電站測試并分析其電能質(zhì)量問題，出具詳細(xì)測試報(bào)告；2) 進(jìn)行STATCOM裝置在220kV小營變電站中應(yīng)用的初步設(shè)計(jì)方案，計(jì)算分析STATCOM在提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性，抑制母線電壓波動(dòng)，治理三相電壓不平衡度，治理諧波等方面的作用，提出STATCOM安裝容量；3)
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1