FACTS总结与复习.ppt

FACTS总结与复习,2019/9/27,2,2019/9/27,3,2019/9/27,4,SVC,2019/9/27,5,STATCOM,2019/9/27,6,TCSC（晶闸管控制串联补偿器）,2019/9/27,7,SSSC（静止同步串联补偿器）,2019/9/27,8,UPFC（统一潮流控制器）,2019/9/27,9,2019/9/27,10,无功补偿技术的主要作用及现状,提高负载和系统的功率因数，减少设备的功率损耗，稳定电压，提高供电质量。在长距离输电中，提高系统输电稳定性和输电能力，平衡三相负载的有功和无功功率等。 国内电网采用的补偿技术主要是电容集中补偿与就地补偿。就地补偿技术主要适用于负荷稳定，不可逆且容量较大的异步电动机补偿(如风机、水泵等)，其它各种场合仍主要采用集中补偿技术。 由于性价比较高，目前我国广泛使用的是静止补偿器(SVC)。,2019/9/27,11,常用无功补偿调压措施,发电机：在系统低谷负荷时进相运行（欠励磁运行），发有功而吸无功。 但进相运行对系统的静态稳定和发热有不良影响，运行中限制较严。 调相机：专门设计的无功功率发电机，过励磁运行供给无功，欠励磁运行吸收无功。 但投资高，起动、运行、维修复杂，动态响应调节慢，只能用于三相平衡的补偿。 并联电容器：当系统无功不足时，装在无功负荷的中心，做到无功就地平衡。投资小，运行经济，结构简单，维护方便，适用性强。 但不能连续调节，受系统电压影响大，对高次谐波有放大现象，谐波电流过大时，可能引起爆炸。 并联电抗器：用在超高压（330kV及以上）线路上，并在线路末端或中间，吸收充电功率。,2019/9/27,12,SVC的基本结构,TCR FC TCR TSC FC TCRFC型 TCRTSCFC型,2019/9/27,13,SVC,2019/9/27,14,2019/9/27,15,TCR - 晶闸管控制的电抗器,Continuous control No transients Generation of harmonics,2019/9/27,16,2019/9/27,17,2019/9/27,18,STATCOM,2019/9/27,19,STATCOM的工作原理相量图,单相等值电路相量图,2019/9/27,20,STATCOM原理,2019/9/27,21,基波相量图,2019/9/27,22,STATCOM的优越性,无功电流,电压,SVG,SVC,1.0,0.2,2019/9/27,23,可控串补TCSC的结构图,TCSC 的原理接线图,2019/9/27,24,2019/9/27,25,2019/9/27,26,可控串补的功能,1、可以连续调节等值串联电容的容抗，进行潮流控制。 2、可提高输电线的输电容量或提高互连电网的传输能量。 3、可缓解系统中某个支路的过负荷问题，可控串补比普通串补更能适应多种系统情况。 4、可以阻尼由于系统阻尼不足或由于系统扰动引起的低频功率振荡,提高动态稳定性。 5、可提高电力系统的暂态稳定性。在系统受到大的扰动时,可迅速调整晶闸管的触发角,改变串联电容的补偿度。 6、可抑制次同步振荡。一种方法是在发生次同步振荡时,迅速调整串联电容至最小值,对于次同步频率,TCSC呈感抗,这样便会对SSR起很强的阻尼作用。另一种方法是采集当地的电流、电压,用矢量合成的方法获得远方发电机的转速相位,经过处理后用作对发电机轴振动的阻尼。,2019/9/27,27,当IcIL，即XcXl时，线路电流与电容电流同相位，电容电压滞后线路电流90，并联阻抗呈容性，相量图如图。 电容电流由两部分组成，一是线路电流，一是电抗支路电流。因此电容两端的电压，比只有线路电流流过电容时的电压高。电抗器支路电流越大，电容电压也越高，即并联后的等效容抗变大。,可控串补的功能,2019/9/27,28,当IcXl时，线路电流与电抗器电流同相位，电容电压超前线路电流90，并联阻抗呈感性，相量图如图。 如果在电抗支路中串联晶闸管开关，对电抗进行相控，当改变晶闸管的触发角时，就可改变支路电抗的电流，即改变并联阻抗的大小与性质。因此只要对晶闸管导通角进行精确控制，就可以对TCSC的等值电抗快速、连续、平滑地调节，从而为系统提供可控串联补偿。,可控串补的功能,2019/9/27,29,可控串补的基频阻抗,由电抗器和电容器组成的并联回路，其等效阻抗取决于两者的关系。 当电容器容抗小于电抗器感抗时，其等值阻抗呈容性，且等效容抗值不低于电容器实际容抗。 当电容器容抗大于电抗器感抗时，其等值阻抗呈感性，且等效电抗值不低于电抗器实际感抗。 当电容器容抗等于电抗器感抗时，系统构成并联谐振回路。,2019/9/27,30,可控串补的基频阻抗,基频阻抗的表达式： 式中： 工频角频率。 为电容器和电抗器环路的谐振角频率。,2019/9/27,31,可控串补的控制原理,可控串补的控制原理是根据各种控制目的(系统稳定控制、恒功率控制、恒阻抗控制等)，得出要求串补输出的基波阻抗值，再根据图中所示的曲线得到与该阻抗值对应的触发角。,2019/9/27,32,可控串补的控制原理,TCSC晶闸管触发延迟角的控制范围是90到180，在该范围内，TCSC的稳态阻抗特性分为容性运行区和感性运行区。 在感性运行区和容性运行区之间的转换过程中，要经过一个谐振点。与谐振点对应的控制触发延迟角acri的大小由电容和电感的参数决定。 当晶闸管触发延迟角位于区间(acri,180内时，TCSC呈现容性等效电抗运行特性。触发延迟角为180时对应于晶闸管全关断运行模式，对应的等效容抗数值最小，即电容器标称容抗XC，标幺值为1.0p.u.。,2019/9/27,33,可控串补的控制原理,从180逐渐减小触发延迟角(增大触发越前角)，TCSC等效容抗逐渐增大，对应于容性微调运行模式。 当晶闸管触发延迟角位于区间90, acri)内时，TCSC呈现感性等效电抗运行特性。触发延迟角为90时等效感抗数值最小，对应晶闸管旁路运行模式，等效感抗在数值上等于电容电抗和电感电抗并联，一般远小于1.0p.u.。 从90开始逐渐增大触发延迟角，在达到谐振角acri之前，TCSC等效感抗逐渐增大，对应于感性微调运行模式。,2019/9/27,34,2019/9/27,35,2019/9/27,36,2019/9/27,37,TCR - 晶闸管控制的电抗器,Continuous control No transients Generation of harmonics,2019/9/27,38,SVC与TCSC阻抗特性比较,2019/9/27,39,可控串补的两种方案,1、在串联电容器旁并联双向的晶闸管开关及电抗器，晶闸管开关或关或闭，电抗器或并入或切除，实现两点控制，比较简单，不会发生电容和电感并联工频谐振，即分阶控制方式。 2、连续调节晶闸管的导通角，可连续改变串联电容电抗组的电抗。这种可控串补也称先进串补（ASC），目前世界各国研究的重点是这种TCSC串补。 在接线形式上两种串补并无差别，因此可以选择两种形式中的一种作为运行方式。 研究（ASC）型可控串补，应用的是静止补偿器（SVC）中的固定电容器（FC）和晶闸管控电抗器（TCR）的熟悉技术特性。 TCSC与SVC的主要差别在电源类型方面，SVC是电压源型， TCSC是电流源型。,2019/9/27,40,静止同步串联补偿器SSSC,静止同步串联补偿器（SSSC）： （Static Synchronous Series Compensator） SSSC与STATCOM，采用相同的电路结构，多为三相电压源型逆变器，串联接入系统。 SSSC的原理：通常是通过向线路注入一与其电流相差90度的可控电压，以快速控制线路的有效阻抗，从而进行有效的系统控制。,2019/9/27,41,静止同步串联补偿器,SSSC与TCSC不同之处： TCSC串入线路中可以等效成可变容抗 串入的SSSC可以等效成电压源，通过控制换流器，可连续改变其输出电压的幅值和相位，从而改变线路两端的电压(幅值和相位)，实现对线路有功、无功潮流的控制和阻尼系统的功率振荡，提高系统暂态稳定极限的目的。,2019/9/27,42,SSSC的原理图,线路,首端,末端,SSSC的原理图,2019/9/27,43,接线图,2019/9/27,44,SSSC的特点和优点,2019/9/27,45,SSSC实质上是有源可控串补,SSSC的特性与模型,2019/9/27,46,SSSC的特性与模型,2019/9/27,47,2019/9/27,48,统一潮流控制器（UPFC）的结构,Vi I Vj Vj Vsh Vse 并联逆变器1 串联逆变器2 检测量 控制参量,2019/9/27,49,2019/9/27,50,2019/9/27,51,统一潮流控制器的基本功能,统一潮流控制器的基本作用功能图 电压调节 串联补偿 相位调节 组合功能,2019/9/27,52,统一潮流控制器的基本功能,统