电力电子学电力电子变换和控制技术新0_第10章

1,第10章电力电子开关型补偿控制器,电力电子学电力电子变换和控制技术（第三版）,2,第10章电力电子开关型补偿控制器,10.1电力传输基本运行特性10.2晶闸管开关型并联补偿控制器10.3晶闸管开关型串联电容补偿10.4PWM变流器型静止同步(并联)补偿器STATCOM10.5PWM变流器型静止同步串联补偿器SSSC10.6谐波电流补偿器HCC10.7谐波电压补偿器HVC*10.8统一潮流控制器UPFC*10.9统一电能质量控制器UPQC小结,3,第10章电力电子开关型补偿控制器,10.1电力传输基本运行特性10.2晶闸管开关型并联补偿控制器10.3晶闸管开关型串联电容补偿10.4PWM变流器型静止同步(并联)补偿器STATCOM10.5PWM变流器型静止同步串联补偿器SSSC10.6谐波电流补偿器HCC10.7谐波电压补偿器HVC*10.8统一潮流控制器UPFC*10.9统一电能质量控制器UPQC小结,4,10.1.1简单输电系统,10.1.2有功无功潮流,10.1.3理想输电特性,10.1电力传输基本运行特性,5,10.1.1简单输电系统,无功导致电压损失！,10.1电力传输基本运行特性,6,10.1.2有功无功潮流,无功减小输电功率！,10.1电力传输基本运行特性,7,10.1.3理想输电特性,电源和补偿器均分线路无功!,10.1电力传输基本运行特性,8,第10章电力电子开关型补偿控制器,10.1电力传输基本运行特性10.2晶闸管开关型并联补偿控制器10.3晶闸管开关型串联电容补偿10.4PWM变流器型静止同步(并联)补偿器STATCOM10.5PWM变流器型静止同步串联补偿器SSSC10.6谐波电流补偿器HCC10.7谐波电压补偿器HVC*10.8统一潮流控制器UPFC*10.9统一电能质量控制器UPQC小结,9,10.2.1TSC原理,10.2.2TCR原理,10.2.4SVC,10.2晶闸管开关型并联补偿控制器,10.2.3TCR特性,10,10.2.1TSC原理,优点：价格便宜，控制简单。,缺点：电压过零投切，不能相控。,10.2晶闸管开关型并联补偿控制器,11,10.2.2TCR原理,10.2晶闸管开关型并联补偿控制器,12,10.2.3TCR特性,优点：能连续调节，可与TSC配合使用;,缺点：导通延迟控制产生谐波电流；,优点：可以多个并联使用。,10.2晶闸管开关型并联补偿控制器,13,10.2.4SVC,作用:增加线路的输送容量改善系统的稳定性支撑已有的HVDC,10.2晶闸管开关型并联补偿控制器,SVC=TSC+TCR,特性：协调电压控制阻尼功率振荡,14,第10章电力电子开关型补偿控制器,10.1电力传输基本运行特性10.2晶闸管开关型并联补偿控制器10.3晶闸管开关型串联电容补偿10.4PWM变流器型静止同步(并联)补偿器STATCOM10.5PWM变流器型静止同步串联补偿器SSSC10.6谐波电流补偿器HCC10.7谐波电压补偿器HVC*10.8统一潮流控制器UPFC*10.9统一电能质量控制器UPQC小结,15,10.3.1TCSC原理,10.3.2TCSC特性,10.3.3GCSC原理,10.3.4GCSC特性,10.3晶闸管开关型串联电容补偿,16,10.3.1TCSC原理,10.3晶闸管开关型串联电容补偿,17,TCSC=FC+TCR,10.3晶闸管开关型串联电容补偿,10.3.1TCSC原理,18,10.3.2TCSC特性,优点：能连续调节容性与感性工作区；,缺点：TCR导通延迟控制产生谐波电流；,优点：TCR支路增加电阻可抑制次同步振荡(SSRD)。,10.3晶闸管开关型串联电容补偿,19,10.3.3GCSC原理,10.3晶闸管开关型串联电容补偿,20,10.3.4GCSC特性,优点：能连续调节；,缺点：关断延迟控制产生谐波电压；,优点：能串联使用。,10.3晶闸管开关型串联电容补偿,21,第10章电力电子开关型补偿控制器,10.1电力传输基本运行特性10.2晶闸管开关型并联补偿控制器10.3晶闸管开关型串联电容补偿10.4PWM变流器型静止同步(并联)补偿器STATCOM10.5PWM变流器型静止同步串联补偿器SSSC10.6谐波电流补偿器HCC10.7谐波电压补偿器HVC*10.8统一潮流控制器UPFC*10.9统一电能质量控制器UPQC小结,22,10.4.1STATCOM原理,10.4.2STATCOM功率,10.4.3STATCOM控制,10.4PWM变流器型静止同步(并联)补偿器STATCOM,23,10.4.1STATCOM原理,同步电压源，感性、容性工作区；,可控性强，损耗不大。,10.4PWM变流器型静止同步(并联)补偿器STATCOM,24,10.4.2STATCOM功率,10.4PWM变流器型静止同步(并联)补偿器STATCOM,25,10.4.3STATCOM控制,幅值、相位分别控制；,直流侧电压、无功功率闭环调节。,10.4PWM变流器型静止同步(并联)补偿器STATCOM,26,第10章电力电子开关型补偿控制器,10.1电力传输基本运行特性10.2晶闸管开关型并联补偿控制器10.3晶闸管开关型串联电容补偿10.4PWM变流器型静止同步(并联)补偿器STATCOM10.5PWM变流器型静止同步串联补偿器SSSC10.6谐波电流补偿器HCC10.7谐波电压补偿器HVC*10.8统一潮流控制器UPFC*10.9统一电能质量控制器UPQC小结,27,10.5SSSC原理,与STATCOM电路对偶；,基于阻抗与电压观点。,10.5PWM变流器型静止同步串联补偿器SSSC,28,第10章电力电子开关型补偿控制器,10.1电力传输基本运行特性10.2晶闸管开关型并联补偿控制器10.3晶闸管开关型串联电容补偿10.4PWM变流器型静止同步(并联)补偿器STATCOM10.5PWM变流器型静止同步串联补偿器SSSC10.6谐波电流补偿器HCC10.7谐波电压补偿器HVC*10.8统一潮流控制器UPFC*10.9统一电能质量控制器UPQC,29,10.6HCC,并联型有源电能质量调节：电流谐波抑制和无功补偿。,10.6谐波电流补偿器HCC,30,第10章电力电子开关型补偿控制器,10.1电力传输基本运行特性10.2晶闸管开关型并联补偿控制器10.3晶闸管开关型串联电容补偿10.4PWM变流器型静止同步(并联)补偿器STATCOM10.5PWM变流器型静止同步串联补偿器SSSC10.6谐波电流补偿器HCC10.7谐波电压补偿器HVC*10.8统一潮流控制器UPFC*10.9统一电能质量控制器UPQC小结,31,10.7HVC,串联型有源电能质量调节：电压谐波隔离和动态恢复。,10.7谐波电压补偿器HVC,32,第10章电力电子开关型补偿控制器,10.1电力传输基本运行特性10.2晶闸管开关型并联补偿控制器10.3晶闸管开关型串联电容补偿10.4PWM变流器型静止同步(并联)补偿器STATCOM10.5PWM变流器型静止同步串联补偿器SSSC10.6谐波电流补偿器HCC10.7谐波电压补偿器HVC*10.8统一潮流控制器UPFC*10.9统一电能质量控制器UPQC小结,33,10.8.2有功、无功潮流,10.8.1UPFC原理,*10.8统一潮流控制器UPFC,34,10.8.1UPFC原理,变流器I在逆变状态向电网送出有功功率时，变流器II则高频整流状态从电网吸取有功功率。,变流器I在高频整流状态从电网吸取有功功率时，变流器II则逆变状态向电网送出有功功率。,10.8统一潮流控制器UPFC,UPFC*=STATCOM+SSSC,35,10.8.2有功、无功潮流,10.8统一潮流控制器UPFC,36,第10章电力电子开关型补偿控制器,10.1电力传输基本运行特性10.2晶闸管开关型并联补偿控制器10.3晶闸管开关型串联电容补偿10.4PWM变流器型静止同步(并联)补偿器STATCOM10.5PWM变流器型静止同步串联补偿器SSSC10.6谐波电流补偿器HCC10.7谐波电压补偿器HVC*10.8统一潮流控制器UPFC*10.9统一电能质量控制器UPQC小结,37,10.9UPQC原理,UPFC用于控制输电系统的功率潮流，UPQC则用于调节配电系统的电能质量。,这种双变换器串并联结构如用于不停电电源领域，则可称之为增量式UPS。,10.9统一电能质量控制器UPQC,UPQC*=HCC+HVC,38,第10章电力电子开关型补偿控制器,10.1电力传输基本运行特性10.2晶闸管开关型并联补偿控制器10.3晶闸管开关型串联电容补偿10.4PWM变流器型静止同步(并联)补偿器STATCOM10.5PWM变流器型静止同步串联补偿器SSSC10.6谐波电流补偿器HCC10.7谐波电压补偿器HVC*10.8统一潮流控制器UPFC*10.9统一电能质量控制器UPQC小结,39,全章小结,利用电力半导体开关器件可以调控电感、电容、电阻的数值；利用电力电子开关组成的开关型电力变换电路可以构成各种类型的电压、电流补偿器和控制器。利用这些电力补偿器和控制器：可以改变电网等效负载的感抗、容抗和电压、电流；可以