【正文】 使用耗能設(shè)備代替昂貴的儲(chǔ)能設(shè)備只要通過STATCOM就可從交流系統(tǒng)。 STATCOM和交流系統(tǒng)間的無功和有功功率交換可以獨(dú)立進(jìn)行控制，也可與任何有功功率和無功功率的產(chǎn)生與吸收設(shè)備組合起來一起使用。 STATCOM可以通過適當(dāng)?shù)膬?chǔ)能接口與交流系統(tǒng)交換有功功率 。 002p1p/2P/P0X/2X/2SATACOM Icmax3Icmax2Icmax1dUS=U d/2 Ur=U d/2d1 dC余量P1/P0第五章第五章 靜止并聯(lián)補(bǔ)償器靜止并聯(lián)補(bǔ)償器 SVC和和 STATCOM下 頁上 頁返 回 響應(yīng)時(shí)間 STATCOM傳遞函數(shù) G2中的時(shí)間常數(shù)比 SVC的時(shí)間常數(shù)小一個(gè)數(shù)量級，這個(gè)時(shí)間常數(shù)反映了電能控制中 “傳輸滯后 ”的內(nèi)在特性。 第五章第五章 靜止并聯(lián)補(bǔ)償器靜止并聯(lián)補(bǔ)償器 SVC和和 STATCOM下 頁上 頁返 回002p1p/2dUS=U d/2 Ur=U d/2Bcmax3Bcmax2Bcmax1? 在達(dá)到最大容性輸出電流 ICmax之前， STATCOM相當(dāng)于理想中點(diǎn)并聯(lián)補(bǔ)償器的運(yùn)行 。第五章第五章 靜止并聯(lián)補(bǔ)償器靜止并聯(lián)補(bǔ)償器 SVC和和 STATCOM下 頁上 頁返 回UT0IC ILIcmax ILmax瞬時(shí)額定 (t1秒 )UT0QC QLQcmax QLmax瞬時(shí)額定 (t1秒 )容性 感性G SVC的 U?I特性 G SVC的 U?Q特性 SVC最大補(bǔ)償電流隨交流電壓的降低而線性減少，它的最大無功輸出則與該電壓的平方成正比 。通過界面能得到大量的信息，并能以圖像和數(shù)字的形式進(jìn)行操作、診斷和維護(hù)。第五章第五章 靜止并聯(lián)補(bǔ)償器靜止并聯(lián)補(bǔ)償器 SVC和和 STATCOM下 頁上 頁返 回 CRT用戶接口，應(yīng)是能與所有監(jiān)視器、鍵盤和數(shù)據(jù)錄入的定點(diǎn)接口適配的單機(jī)電腦。最終，補(bǔ)償器在 U?I曲線新的穩(wěn)定點(diǎn) “3”運(yùn)行。第五章第五章 靜止并聯(lián)補(bǔ)償器靜止并聯(lián)補(bǔ)償器 SVC和和 STATCOM下 頁上 頁返 回靜止無功發(fā)生器電壓測量調(diào)理電路PI控制器理想調(diào)節(jié)器UT=U﹡ Ref ,UT=0U﹡ Ref=URef－ k∫△ IQdt△ UTURefUT+△ UTi0Z(w,t)U﹡ Ref△ UUi UT+△ UT(t)電流測量調(diào)理電路緩慢偏差積分器k∫△ IQdt△ IQIQIQIQ*電力系統(tǒng)G 無功儲(chǔ)備控制方案第五章第五章 靜止并聯(lián)補(bǔ)償器靜止并聯(lián)補(bǔ)償器 SVC和和 STATCOM下 頁上 頁返 回2 13UT△ USVCSTATCOM系統(tǒng) UT IQIC IQ* 0 IL快慢M補(bǔ)償器運(yùn)行在 U?I曲線的工作點(diǎn) “1”，若系統(tǒng)出現(xiàn)擾動(dòng)，使端電壓幅值產(chǎn)生了 DUT的負(fù)突變，使輸出電流由穩(wěn)態(tài)值 IQ*增加到 Ic2，并使補(bǔ)償器在 U?I曲線的工作點(diǎn) “2”上運(yùn)行。第五章第五章 靜止并聯(lián)補(bǔ)償器靜止并聯(lián)補(bǔ)償器 SVC和和 STATCOM下 頁上 頁返 回G在主要擾動(dòng)的第一個(gè)振蕩周期內(nèi)增加基準(zhǔn)電壓提高暫態(tài)穩(wěn)定性 靜止無功發(fā)生器電壓測量調(diào)理電路PI控制器理想調(diào)節(jié)器UT=U﹡ Ref , △ UT=0U﹡ Ref=URef+△ U△ UT故障恢復(fù)和功率擺動(dòng)的系統(tǒng)參數(shù)URefUT+△ UTi0Z(w,t)IqRefU﹡ Ref△ UUiUT+△ UT(t),fT+ △ fT(T)△ fPI△ U測量處理執(zhí)行電路電力系統(tǒng)第五章第五章 靜止并聯(lián)補(bǔ)償器靜止并聯(lián)補(bǔ)償器 SVC和和 STATCOM下 頁上 頁返 回 功率振蕩的阻尼 靜止無功發(fā)生器電壓測量調(diào)理電路PI控制器理想調(diào)節(jié)器UT=U﹡ Ref , △ UT=0U﹡ Ref=URef+Kd(△ d)/dt△ UT功率潮流或頻率變化測量電路URefUT+△ UTi0Z(w,t)IqRef電力系統(tǒng)U﹡ Ref△ fT ≈d(△ d)/dtUi UT+△ UT(t),fT+ △ fT(T)△ U∫PEdt≈d(△ d)/dtG 在功率振蕩時(shí)能夠提供端電壓的調(diào)節(jié) 第五章第五章 靜止并聯(lián)補(bǔ)償器靜止并聯(lián)補(bǔ)償器 SVC和和 STATCOM下 頁上 頁返 回∑靜止無功 發(fā)生器電壓測量調(diào)理電路PI控制器理想調(diào)節(jié)器UT=U﹡ Ref , △ UT=0U﹡ Ref=URef+Kd(△ d)/dt△ UT功率潮流或頻率變化測量電路URefUT+△ UTi0Z(w,t)IqRef電力系統(tǒng)U﹡ Ref△ fT ≈d(△ d)/dtUi UT+△ UT(t),fT+ △ fT(T)△ U∫PEdt≈d(△ d)/dtG 根據(jù)頻率或潮流變化調(diào)節(jié)靜止無功發(fā)生器的基準(zhǔn)電流以消除功率振蕩的方法之一第五章第五章 靜止并聯(lián)補(bǔ)償器靜止并聯(lián)補(bǔ)償器 SVC和和 STATCOM下 頁上 頁返 回 無功運(yùn)行點(diǎn)的控制 補(bǔ)償器控制的 目的將補(bǔ)償器的無功輸出限制在給定的參考值附近，使它能快速改變它的輸出以消除瞬時(shí)擾動(dòng)。 第五章第五章 靜止并聯(lián)補(bǔ)償器靜止并聯(lián)補(bǔ)償器 SVC和和 STATCOM下 頁上 頁返 回X/2 X/2靜止補(bǔ)償U(kuò)s UrUmPPMUm=UUmU △ A2A2SVCSTATCOMP()d0 pdcrit 與 Um= 恒定didcrit 與 Ic= 最大無補(bǔ)償236。 2在給定功率等級和故障清除時(shí)間下，系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性主要取決于后故障系統(tǒng)的功角 P― ? 特性。]補(bǔ)償類型： SVC(TSC/TCR) (a) 系統(tǒng)：強(qiáng)（ X=),T1=F低阻抗時(shí)的強(qiáng)系統(tǒng)下 SVC的增益和角－頻率特性 第五章第五章 靜止并聯(lián)補(bǔ)償器靜止并聯(lián)補(bǔ)償器 SVC和和 STATCOM下 頁上 頁返 回40200204020log︱ GHX︱ f=0=20logX/SLP=20dB20log︱ GHX︱1 10 100 1000f[Hz]增益[dB]0901802701 10 100 1000f[Hz]L 11+L 11+L(GH)=L(G1G2H)L()s→j w=j2pf角度[176。]補(bǔ)償類型： STATCOM (a) 系統(tǒng)：強(qiáng)（ X=),T1=L(GH)=L(G1G2H)F低阻抗對應(yīng)的強(qiáng)系統(tǒng)下STATCOM的增益和相角－頻率特性 第五章第五章 靜止并聯(lián)補(bǔ)償器靜止并聯(lián)補(bǔ)償器 SVC和和 STATCOM下 頁上 頁返 回40200204020log︱ GHX︱ f=0=20logX/SLP=20dB20log︱ GHX︱1 10 100 1000f[Hz]增益[dB]0901802701 10 100 1000f[Hz]L 11+L 11+L()s→j w=j2pf角度[176。]e Tds(s=jω) 項(xiàng)隨頻率變化的相角特性，TSC的 Td值為 ， TCR的 Td值為 ，變流器的 Td值為 ?？刂葡到y(tǒng)在所希望的最大系統(tǒng)阻抗（即最小的短路容量）下進(jìn)行優(yōu)化。當(dāng) kX時(shí)，斜率就會(huì)增加， △ UT /△ U →1 ，此時(shí)端電壓將無法進(jìn)行調(diào)節(jié)?！?U△UCmaxSTATCOMILRefICRef 0IC2 IL3IC ILIQXURefF在系統(tǒng)變化緩慢穩(wěn)定運(yùn)行的線性區(qū)域，端電壓的變化由斜率大小決定，與所使用的無功發(fā)生器類型無關(guān)。?斜率調(diào)節(jié)能夠加強(qiáng)靜止補(bǔ)償器之間，以及用于控制傳輸線電壓的其它電壓調(diào)節(jié)裝置之間對負(fù)載的自動(dòng)分享。 ∑靜止無功發(fā)生器電壓測量調(diào)理電路PI控制器理想調(diào)節(jié)器UT=U﹡ Ref ,UT=0△ UT輔助輸入直接輸入U(xiǎn)﹡ RefUTURCi0Z(w,t) UTU,d IqRefPE=0電力系統(tǒng)U﹡ RefPM第五章第五章 靜止并聯(lián)補(bǔ)償器靜止并聯(lián)補(bǔ)償器 SVC和和 STATCOM下 頁上 頁返 回 調(diào)節(jié)斜率 ?調(diào)節(jié)補(bǔ)償器的斜率，可以擴(kuò)展它的應(yīng)用范圍。S補(bǔ)償器必須附加有功功率的控制回路，以處理變流器與交流系統(tǒng)之間有功功率的交換。 靜止無功發(fā)生器 v晶閘管控制電抗器 TCRv晶閘管投切電抗器 TSRv晶閘管投切電容 TSCv開關(guān)型功率變流器構(gòu)成的同步電壓源第五章第五章 靜止并聯(lián)補(bǔ)償器靜止并聯(lián)補(bǔ)償器 SVC和和 STATCOM下 頁上 頁返 回增加從指定發(fā)電機(jī)到負(fù)載端之間輸電線路的傳輸容量。 STATCOMIUILISTATCOM耦合變壓器0ILICISTATCOMmaxUmaxUBLISTATCOMmaxILmaxICmax下 頁上 頁返 回混合型無功發(fā)生器的運(yùn)行范圍由容性轉(zhuǎn)入到感性，或由感性轉(zhuǎn)入到容性區(qū)域。 第五章第五章 靜止并聯(lián)補(bǔ)償器靜止并聯(lián)補(bǔ)償器 SVC和和 STATCOM下 頁上 頁返 回網(wǎng)輸出損耗（％）總損耗變流器損耗變壓器損耗磁耦合接口損耗(100MVar,48脈沖變流器 )0MVAR() 0MVAR()F48脈沖?100 Mvar電壓型變流器構(gòu)成的靜止無功發(fā)生器的損耗與無功輸出關(guān)系第五章第五章 靜止并聯(lián)補(bǔ)償器靜止并聯(lián)補(bǔ)償器 SVC和和 STATCOM下 頁上 頁返 回變流器損耗 半導(dǎo)體開關(guān)的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)通與關(guān)斷損耗“ 緩沖器 ” 損耗開關(guān)損耗第五章第五章 靜止并聯(lián)補(bǔ)償器靜止并聯(lián)補(bǔ)償器 SVC和和 STATCOM下 頁上 頁返 回 混合型無功發(fā)生器：與 TSC和 TCR組合的開關(guān)變流器許多應(yīng)用中要求將變流器與固定電容和 /或晶閘管投切電感（或電容）混合起來運(yùn)行。 0 ILmaxILICICmaxUmaxU? 采用可關(guān)斷器件。)i0 UIQRef △ a q+△ a幅值和相角計(jì)算i0U0: (U0 (t) a)U0I0Q I0P q偏差放大器 UdcUdcRefIPRef下 頁上 頁返 回電壓型變流器構(gòu)成的無功發(fā)生器的 U–I運(yùn)行區(qū)域由變流器最高電壓和最大電流額定值確定。)門極模式邏輯鎖相環(huán)偏差放大器無功電流計(jì)算U: (U 0176。)i0Udcidc=f(△ a)△ udc= idcdt1C下 頁上 頁返 回u Usinwt0wtwtwt000tq＊qawtuomax uo(0ap)uoF=f(t,a)=sin(wta)tmax=2p/3Udc=const三電平變流器 第五章第五章 靜止并聯(lián)補(bǔ)償器靜止并聯(lián)補(bǔ)償器 SVC和和 STATCOMUdc UdcC/2C/2u0: (U0 (t) a)u: (U 0176。)偶合變壓器變流器輸出的電壓幅值和相角由內(nèi)部參數(shù)決定，這些參數(shù)能控制變流器輸出 /輸入的無功電流，即能控制變流器與系統(tǒng)之間交換的有功和無功功率。 第五章第五章 靜止并聯(lián)補(bǔ)償器靜止并聯(lián)補(bǔ)償器 SVC和和 STATCOM下 頁上 頁返 回內(nèi)部控制器的主要功能是控制變流器的功率開關(guān)，以產(chǎn)生同步輸出的電壓波形，并完成補(bǔ)償所要求的無功（有功）功率的交換。第五章第五章 靜止并聯(lián)補(bǔ)償器靜止并聯(lián)補(bǔ)償器 SVC和和 STATCOM下 頁上 頁返 回 內(nèi)部控制是變流器整體的一部分，它的主要功能是按給定的幅值和相角控制變流器開關(guān)的動(dòng)作，并產(chǎn)生與交流系統(tǒng)同步的基波輸出電壓。 第五章第五章 靜止并聯(lián)補(bǔ)償器靜止并聯(lián)補(bǔ)償器 SVC和和 STATCOM下 頁上 頁返 回 基本控制方法 靜止變流器或無功發(fā)生器的觸發(fā)命令是由變流器內(nèi)部產(chǎn)生，該功能是無功發(fā)生器一部分，它根據(jù)無功和 /或有功參考信號的要求輸出相應(yīng)的控制信號。S變流器就可以控制它與交流系統(tǒng)之間有功和無功功率的交換，這種變流器就具有靜止同步發(fā)生器的功能。S變流器輸出電壓和交流系統(tǒng)電壓間的幅值之差可決定無功電流的大小和方向，確定變流器輸出或吸收的無功大小。 第五章第五章 靜止并聯(lián)補(bǔ)償器靜止并聯(lián)補(bǔ)償器 SVC和和 STATCOM下 頁上 頁返 回S變流器從交流系統(tǒng)吸收少量的有功功率，彌補(bǔ)內(nèi)部的損耗，使電容電壓維持在希望的電壓等級。S 理想的電壓型變流器所構(gòu)成的靜止無功發(fā)生器能夠輸出正弦電壓，并能從交流系統(tǒng)吸收正弦無功電流，且直流電容提供的輸入電流可以為零。S為了保證瞬時(shí)輸入和輸出功率的相等，在直流電容端電壓恒定的情況下，變流器必須能夠從直