SVG電壓控制特性說明

1、靜止同步補(bǔ)償器電壓調(diào)節(jié)控制特性說明張皎靜止同步補(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)無功補(bǔ)償裝置，又簡(jiǎn)稱為STATCO或SVG其輸出的容性或感性無功電流連續(xù)可調(diào)， 其輸出無功電流在可運(yùn)行電壓范圍內(nèi)與系統(tǒng)電壓 無關(guān)，具有良好的無功控制能力。、SVG主要控制方式簡(jiǎn)介靜止同步補(bǔ)償器目前廣泛用于新能源接入領(lǐng)域，用于校正功率如下：1、恒無功控制模式通過閉環(huán)控制，使鏈?zhǔn)絊TATCO運(yùn)行在給定無功功率狀態(tài)的控制模式。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)指定輸出無功的時(shí)候也可使用此模式。2、電壓控制模式通過閉環(huán)控制，使考核點(diǎn)電壓維持在設(shè)定水平的控制模式，是SVG

2、i續(xù)運(yùn)行控制的基本模式之一。3、無功控制模式使負(fù)荷的無功量與SVG輸出無功之差維持在一個(gè)規(guī)定的范圍內(nèi)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。靜止無功補(bǔ)償裝置的控制模式主要分為如下幾種：恒無功控制模式、無功控制模式和電壓控制模式等基本控制模式，主要的控制模式說明的控制方式，即總無功不超過一個(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、電壓無功聯(lián)合控制方式以上電壓控制方式和無功控制方式是控制器的基本控制模式，電壓和無功可以單獨(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%采用無功控制方式，以降低與電網(wǎng)

3、的無功交換，提高功率因數(shù)，降低網(wǎng)損；在超過此電壓范圍時(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控制模式AVC控制模式是SVG設(shè)備接受AVC控制指令輸出（無功或電壓指令）的控制模式。當(dāng)同一風(fēng)場(chǎng)內(nèi)存在多套動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，應(yīng) 采用AVC協(xié)調(diào)各套無功補(bǔ)償設(shè)備輸出，AVC應(yīng)下發(fā)無功控制指令，若 下發(fā)電壓控制指令，會(huì)造成不同無功補(bǔ)償裝置輸出不均衡或輸出震 蕩。二、SVG電壓控制說明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輸出無功與目標(biāo)電壓的關(guān)系，SVG裝置實(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)的電壓與無功功率 （或 無功電流）

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.I.IOp.u.。圖1 SVG的U/I特性圖中： 額定容性電流；額定感性電流；在額定容性電流時(shí)的被控電壓；在額定感性電流時(shí)的被控電壓；參考電壓；SVG的電壓控制斜率可按下列公式計(jì)算：式中：Kslope(inductiver )Kslope(capacitive )總斜率Kslope=(Kslope(inductiver )+Kslope(capacitive)。SVG的VI特性曲線的斜率非常重要，它是傾斜向上的，即SVG輸出感性無功時(shí)電壓升高， 輸出容性時(shí)

5、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。圖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的實(shí)際輸出發(fā)生ICnomI LnomV2V1Vref感性斜率；容性斜率。了變化，即系統(tǒng)電壓越高，輸出感性越

6、大（QVG-C）,反之輸出容性越大（QSVG-A）。由以上解釋可知，SVG勺特性曲線斜率越大，SVG在容量輸出范圍內(nèi)的電壓偏差將越大；反之，SVG勺特性曲線斜率越小，SVG在容 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輸出容性容量較小（QSVG-A），Kslope較小時(shí)，SVG達(dá)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)，SVG裝置實(shí)際輸出容量計(jì)算如下（Qn為SVG額定容量）：當(dāng)設(shè)置Kslope=1%時(shí)，SVG

7、裝置實(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%時(shí)，裝置輸出53.6%的容量,當(dāng)設(shè)置Kslope=1%時(shí)，裝置將100%滿容量輸出，進(jìn)入輸出飽和狀態(tài)。從以上計(jì)算看來， 當(dāng)設(shè)置較小的Kslope時(shí)，會(huì)有更好的電壓控制精度。但是過小的Kslope將帶來如下問題：1、由于系統(tǒng)電壓的極小幅度（如1%變化，都將使SVG裝置進(jìn)入滿容量運(yùn)行的飽和狀態(tài)，則在多數(shù)情況下，SVG失去了對(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SVG裝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（35kV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

8、安全可靠運(yùn)行帶來嚴(yán)重危害。3、SVG長期在滿容性或滿感性狀態(tài)下運(yùn)行，造成SVG裝置損耗增加，降低了風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益；4、SVG長期在滿容性或滿感性飽和狀態(tài)下運(yùn)行，使得SVG對(duì)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各無法在此時(shí)提供突增容性無功支撐容 量），失去了SVG對(duì)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的Kslope不應(yīng)為0,考慮到系統(tǒng)PT精度（般為0.5%）和SVG控制系統(tǒng)檢測(cè)精度（一般為0.5%）的影響，預(yù)留 一定安全裕度，對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)SVG建議的Kslope為2%5%事實(shí)上，

9、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)注入感性或容性無功, 將會(huì)對(duì)系統(tǒng)帶來危害, 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2%-5%確保SVG以及站內(nèi)風(fēng)機(jī)變流器的安全可靠運(yùn)行。進(jìn)行SVG電壓調(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確定的電壓控