SVG電壓控制特性說(shuō)明

1、靜止同步補(bǔ)償器電壓調(diào)節(jié)控制特性說(shuō)明張皎靜止同步補(bǔ)償器 是一種由并聯(lián)接入系統(tǒng)的電壓源換流器構(gòu)成的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置，又簡(jiǎn)稱為 STATCOMSVG其輸出的容性或感性無(wú)功電流連續(xù)可調(diào)， 其輸出無(wú)功電流在可運(yùn)行電壓范圍內(nèi)與系統(tǒng)電壓無(wú)關(guān)，具有良好的無(wú)功控制能力。一、SVGi要控制方式簡(jiǎn)介靜止同步補(bǔ)償器目前廣泛用于新能源接入領(lǐng)域，用于校正功率因數(shù)、穩(wěn)定電壓和提高風(fēng)機(jī)或光伏變流器低電壓/ 高電壓穿越能力。靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置的控制模式主要分為如下幾種：恒無(wú)功控制模式、無(wú)功控制模式和電壓控制模式等基本控制模式，主要的控制模式說(shuō)明如下：1、恒無(wú)功控制模式通過(guò)閉環(huán)控制，使鏈?zhǔn)絊TATCOM行在給定無(wú)功功率狀態(tài)的控制模

2、式。此模式主要應(yīng)用于設(shè)備調(diào)試、檢修或功能特性測(cè)試時(shí)，當(dāng)特殊情況下需要手動(dòng)指定輸出無(wú)功的時(shí)候也可使用此模式。2、電壓控制模式通過(guò)閉環(huán)控制，使考核點(diǎn)電壓維持在設(shè)定水平的控制模式，是SVG1續(xù)運(yùn)行控制的基本模式之一。3、無(wú)功控制模式使負(fù)荷的無(wú)功量與SV前出無(wú)功之差維持在一個(gè)規(guī)定的范圍內(nèi) 的控制方式，即總無(wú)功不超過(guò)一個(gè)定值，這個(gè)值根據(jù)系統(tǒng)要求確定， 稱為調(diào)節(jié)死區(qū)。4、電壓無(wú)功聯(lián)合控制方式以上電壓控制方式和無(wú)功控制方式是控制器的基本控制模式，電壓和無(wú)功可以單獨(dú)控制也可聯(lián)合控制， 或加權(quán)聯(lián)合控制。 一般采用 在調(diào)度預(yù)先確定的電壓合格范圍內(nèi)（如在設(shè)定電壓的-3%+7%或-5%+5%采用無(wú)功控制方式，以降低與

3、電網(wǎng)的無(wú)功交換，提高功率 因數(shù)，降低網(wǎng)損；在超過(guò)此電壓范圍時(shí)，則轉(zhuǎn)入電壓控制，用于電壓穩(wěn)定，提高風(fēng)場(chǎng)電壓穿越能力。5、AVC空制模式AVC空制模式是SV跋備接受AVC空制指令輸出（無(wú)功或電壓 指令）的控制模式。當(dāng)同一風(fēng)場(chǎng)內(nèi)存在多套動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，應(yīng)采用AVCB調(diào)各套無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備輸出，AVC應(yīng)下發(fā)無(wú)功控制指令，若 下發(fā)電壓控制指令，會(huì)造成不同無(wú)功補(bǔ)償裝置輸出不均衡或輸出震蕩。二、SVG電壓控制說(shuō)明SVG進(jìn)行電壓控制的VI特性曲線見下圖1。圖中向右上方傾斜 的線表示SVG輸出無(wú)功與目標(biāo)電壓的關(guān)系，SVGg置實(shí)際運(yùn)行時(shí)，此 線上的每一個(gè)點(diǎn)均代表實(shí)際的運(yùn)行狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的電壓與無(wú)功功率 （或 無(wú)功電流

4、） 。從圖中還可見傾斜的線自下而上有多個(gè)，分別代表不同的設(shè)定電壓參考值Vref 。 Vref 在運(yùn)行中可以實(shí)時(shí)設(shè)置，設(shè)置范圍一般為 0.90 p.u.1.10p.u.1 SVG 的 U/I 特性圖中:I Cnom 額定容性電流；I Lnom 額定感性電流；V 2 在額定容性電流時(shí)的被控電壓；V 1 在額定感性電流時(shí)的被控電壓；V ref 參考電壓；SVG的電壓控制斜率可按下列公式計(jì)算：式中：slope(inductiver )slope(capacitive )感性斜率;容性斜率。slopeslope(inductiver ) slope(capacitive)SVG勺VI特性曲線的斜率非常重

5、要，它是傾斜向上的，即 SVG輸出感性無(wú)功時(shí)電壓升高， 輸出容性時(shí)電壓降低。 電網(wǎng)系統(tǒng)的電壓電流特性曲線是一個(gè)向下傾斜的線，即當(dāng)帶感性負(fù)載的時(shí)候電壓降低，帶容性負(fù)載的時(shí)候電壓升高， 這個(gè)斜率于系統(tǒng)短路容量相關(guān)， 短路容量越大，則特性曲線越平，短路容量越小，則特性曲線越傾斜。系統(tǒng)特性見下圖 2 所示。2 SVG 與系統(tǒng)的 VI 特性SVG曲線與縱坐標(biāo)軸的交點(diǎn)即為參考電壓 Vref,系統(tǒng)曲線與SVG 曲線的交點(diǎn)就是SVG裝置的實(shí)際工作點(diǎn)。以上圖2為例，當(dāng)系統(tǒng)斜率 與SVG斜率不變的情況下，系統(tǒng)電壓發(fā)生變化（圖中三條虛線代表不 同的系統(tǒng)電壓，A電壓最高，C電壓最低）時(shí)，SVG勺實(shí)際輸出發(fā)生 了變化，

6、即系統(tǒng)電壓越高，輸出感性越大（QSVG-C） ，反之輸出容性越大（QSVG-A）由以上解釋可知，SVG勺特性曲線余率越大，SV雍容量輸出范 圍內(nèi)的電壓偏差將越大；反之,SVG勺特性曲線余率越小，SVGE容 量輸出范圍內(nèi)的電壓偏差將越小。不同 SVG斗率情況參見下圖3。圖 3 SVG 不同斜率的工作點(diǎn)比較從圖3可知，在系統(tǒng)電壓高于Vref時(shí)，Kslope較大，SVG俞出 容性容量較?。≦vg-a）, Kslope較小時(shí)，SVGi到滿容量輸出的極限 （ QSVG-C） 。以Vref=112kV,實(shí)際系統(tǒng)電壓為115kV為例，當(dāng)設(shè)置Kslope=5% 時(shí)，SVGI置實(shí)際輸出容量計(jì)算如下（Qn為SVG

7、定容量）：當(dāng)設(shè)置Kslope=1%寸，SVGI置實(shí)際輸出容量計(jì)算如下：由以上計(jì)算得知，當(dāng)設(shè)置Kslope=5%寸，裝置輸出53.6%勺容量，當(dāng)設(shè)置Kslope=1%寸，裝置將100嘀容量輸出，進(jìn)入輸出飽和狀態(tài)。從以上計(jì)算看來(lái)， 當(dāng)設(shè)置較小的Kslope 時(shí)， 會(huì)有更好的電壓控制精度。但是過(guò)小的 Kslope 將帶來(lái)如下問(wèn)題：1、由于系統(tǒng)電壓的極小幅度（如1%變化，都將使SVGI置進(jìn)入滿容量運(yùn)行的飽和狀態(tài)，則在多數(shù)情況下，SVGfe去了對(duì)電壓波動(dòng)進(jìn)行抑制的能力；2、若系統(tǒng)電壓在設(shè)定電壓 Vref上下小幅度變化，則SVGII置 將快速頻繁在滿容性飽和輸出到滿感性飽和輸出之間震蕩，站內(nèi)低壓側(cè)母線（3

8、5kV 側(cè)）快速頻繁變化，對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性和站內(nèi)其他裝置的安全可靠運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重危害。3、SVG長(zhǎng)期在滿容性或滿感性狀態(tài)下運(yùn)行，造成SVGI置損耗 增加，降低了風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益；4、SVG長(zhǎng)期在滿容性或滿感性飽和狀態(tài)下運(yùn)行，使得SVG寸系統(tǒng)突發(fā)的電壓跌落或電壓突增失去調(diào)節(jié)能力 （例如當(dāng)系統(tǒng)電壓略低于Vref值時(shí)，SVG輸出在滿容性狀態(tài)下，若系統(tǒng)出現(xiàn)電壓跌落，SVG若無(wú)法在此時(shí)提供突增容性無(wú)功支撐容量），失去了 SVG寸低電壓和高電壓穿越能力提供支持的作 用。由于以上原因，SVG勺Kslope不應(yīng)為0,考慮到系統(tǒng)PT精度（一 般為0.5%）和SVG空制系統(tǒng)檢測(cè)精度（一般為0.5%）的影響，預(yù)留 一定安全

9、裕度，對(duì)于風(fēng)電場(chǎng) SVG建議的Kslope為2%5%事實(shí)上，電力系統(tǒng)對(duì)于電壓調(diào)整曲線的要求也是一個(gè)范圍，而不是一條線， 對(duì)于調(diào)度下達(dá)的電壓控制目標(biāo)， 一般在目標(biāo)值的 -3%+5% 范圍內(nèi)均認(rèn)為是合格電壓范圍（以110kV母線為例，調(diào)度下發(fā)112kV, 則在108kV118kV范圍內(nèi)均認(rèn)為合格），在電壓位于合格區(qū)間時(shí)，大 量向系統(tǒng)注入感性或容性無(wú)功， 將會(huì)對(duì)系統(tǒng)帶來(lái)危害， 是電網(wǎng)調(diào)度所不允許的。三、結(jié)論對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)用無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)時(shí)，應(yīng)設(shè)置合適的目標(biāo)電壓和控制斜率， 目標(biāo)電壓值應(yīng)遵從上級(jí)調(diào)度指令， 控制斜率推薦值在安心5%確保SV徽及站內(nèi)風(fēng)機(jī)變流器的安全可靠運(yùn)行。進(jìn)行SVGt壓調(diào)節(jié)精度的測(cè)試時(shí)，目標(biāo)值不應(yīng)是設(shè)定的參考電壓 Vref ，而是根據(jù)Vref 和設(shè)定斜率Kslope 確定的電壓