STATCOM項(xiàng)目情況介紹

1、里程碑事件里程碑事件項(xiàng)目背景項(xiàng)目背景1 13 3驗(yàn)收調(diào)試情況驗(yàn)收調(diào)試情況4 4目目 錄錄基本原理與特點(diǎn)基本原理與特點(diǎn)2 2成果及應(yīng)用前景成果及應(yīng)用前景5 5下階段工作計(jì)劃下階段工作計(jì)劃6 6（一）研究背景（一）研究背景n針對(duì)上述迫切需要解決問(wèn)題，南方電網(wǎng)公司提出了在珠江三角洲地區(qū)提出了在珠江三角洲地區(qū)受端電網(wǎng)應(yīng)用鏈?zhǔn)届o止補(bǔ)償器（受端電網(wǎng)應(yīng)用鏈?zhǔn)届o止補(bǔ)償器（STATCOMSTATCOM） 裝置進(jìn)行動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償，裝置進(jìn)行動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償，增強(qiáng)電網(wǎng)穩(wěn)定性的措施。增強(qiáng)電網(wǎng)穩(wěn)定性的措施。 廣東電網(wǎng)存在特點(diǎn)診斷：廣東電網(wǎng)存在特點(diǎn)診斷： 交直流混合并聯(lián)運(yùn)行 直流輸送容量超過(guò)西電輸送總?cè)萘康?/3 西電通道輸送功

2、率大強(qiáng)直弱交、直流落點(diǎn)密集上述特點(diǎn)形成制約因素：上述特點(diǎn)形成制約因素： 系統(tǒng)穩(wěn)定性顯著下降影響西電通道輸送能力充分開(kāi)發(fā)利用3（二）項(xiàng)目來(lái)源（二）項(xiàng)目來(lái)源 合作單位：u榮信電力電子股份有限公司u清華大學(xué) u中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司 示范工程實(shí)施目標(biāo)：u裝置出口電壓35kVu通過(guò)專用變壓器，接入220kV系統(tǒng)u額定容量200MVar，6個(gè)換流鏈n“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃“中高壓、百M(fèi)VA級(jí)鏈?zhǔn)阶兞髌髋c靜止補(bǔ)償器 (STATCOM)”課題示范工程n總投資9973萬(wàn)4（三）項(xiàng)目研究目的（三）項(xiàng)目研究目的STATCOMSTATCOM裝置的實(shí)施應(yīng)用，為增強(qiáng)電網(wǎng)穩(wěn)定性及安全性提供強(qiáng)裝置的實(shí)施應(yīng)用，為增強(qiáng)電

3、網(wǎng)穩(wěn)定性及安全性提供強(qiáng)有力的保障，對(duì)促進(jìn)廣東電網(wǎng)核心競(jìng)爭(zhēng)力發(fā)展，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定有力的保障，對(duì)促進(jìn)廣東電網(wǎng)核心競(jìng)爭(zhēng)力發(fā)展，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)有極大意義。發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)有極大意義。u為了攻克以變流器為核心構(gòu)成的諸如百M(fèi)VA級(jí)STATCOM裝置、高壓大功率變頻器等的核心技術(shù)，使這些裝置可直接接入35kV及以下電壓等級(jí)，具有體積小、效率高、成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)。u該項(xiàng)技術(shù)的成功應(yīng)用將一舉打破制約電力電子技術(shù)在我國(guó)電力交通、冶金、化工、新能源等領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸。5（四）項(xiàng)目意義（四）項(xiàng)目意義u解決我國(guó)京、滬、穗三大電力系統(tǒng)負(fù)荷中心潛在電壓穩(wěn)定問(wèn)題；u解決配電系統(tǒng)電壓波動(dòng)、閃變所引起的相關(guān)問(wèn)題；u滿足市

4、場(chǎng)巨大需求，填補(bǔ)市場(chǎng)空白；經(jīng)濟(jì)社會(huì)意義經(jīng)濟(jì)社會(huì)意義6里程碑事件里程碑事件3 3裝置應(yīng)用情況裝置應(yīng)用情況4 4目目 錄錄基本原理與特點(diǎn)基本原理與特點(diǎn)2 2項(xiàng)目背景項(xiàng)目背景1 1成果及應(yīng)用前景成果及應(yīng)用前景5 5下階段工作計(jì)劃下階段工作計(jì)劃6 68 STATCOM等效等效為連續(xù)為連續(xù)可可調(diào)調(diào)的的電電感、感、電電容容（一）基本原理（一）基本原理南網(wǎng)南網(wǎng)STATCOMSTATCOM主要設(shè)備主要設(shè)備n 1 1、專用變壓器、專用變壓器n 2 2、. .斷路器、刀閘斷路器、刀閘n 3 3、閥組、閥組n 4 4、. .連接電抗器連接電抗器n 5 5、. .水冷系統(tǒng)水冷系統(tǒng)n 6 6、控制系統(tǒng)、控制系統(tǒng) STA

5、TCOM裝置通過(guò)一組容量為240MVA的專用變接至220kV母線（二）設(shè)備組成（二）設(shè)備組成9閥組閥組 STATCOM裝置采用三角形連接，每相由26個(gè)功率單元組成，包含了2個(gè)冗余單元，即允許在2個(gè)單元故障時(shí)繼續(xù)運(yùn)行。組裝完成的閥組10閥組的三角形連接閥組單元閥組單元單個(gè)閥組單元 功率單元為STATCOM最核心的部件，每個(gè)功率單元由4個(gè)IEGT管組成，4個(gè)IEGT管電路上呈”H”形狀排列，又叫H橋。11閥組單元主結(jié)構(gòu)圖連接電抗器連接電抗器n 作用作用1 1、連接、連接STATCOMSTATCOM與電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)電流相位的電流相位的9090度偏置。度偏置。2 2、減少、減少STATCOMS

6、TATCOM輸出電流中的輸出電流中的開(kāi)關(guān)紋波，降低諧波分量。開(kāi)關(guān)紋波，降低諧波分量。1213水冷系統(tǒng)水冷系統(tǒng)每每相相配配一一套套水水冷冷系系統(tǒng)統(tǒng)水冷系統(tǒng)是STATCOM的重要組成部分。采用水循環(huán)風(fēng)冷的形式進(jìn)行冷卻。14控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)控制部分控制部分邏輯邏輯框框圖圖南網(wǎng)南網(wǎng)STATCOMSTATCOM控制系統(tǒng)組成：控制系統(tǒng)組成：1 1、系統(tǒng)監(jiān)控柜、系統(tǒng)監(jiān)控柜2 2、系統(tǒng)控制柜、系統(tǒng)控制柜3 3、裝置控制柜、裝置控制柜(2(2面面) )4 4、脈沖柜、脈沖柜(6(6面面) )n 裝置容量大。STATCOM額定無(wú)功容量200MVar，在電網(wǎng)出現(xiàn)重大故障、失穩(wěn)引起母線電壓快速下降的情況下，STATC

7、OM裝置由穩(wěn)態(tài)響應(yīng)進(jìn)入暫態(tài)響應(yīng)、滿發(fā)300MVar 無(wú)功（1.5倍額定無(wú)功容量），容量世界第一 。n 響應(yīng)時(shí)間快。STATCOM從檢測(cè)到電網(wǎng)電壓跌落到發(fā)出無(wú)功設(shè)定值僅需15.8ms（短路試驗(yàn)實(shí)測(cè)值 ）。n 直掛電壓等級(jí)高：直掛電壓為35kV、并通過(guò)專用變壓器接入220kV系統(tǒng)。n 穩(wěn)態(tài)控制精度高。STATCOM實(shí)際輸出的無(wú)功功率與設(shè)定值之間最大允許偏差不超過(guò)2.5。n 損耗小。核心換流部件采用最先進(jìn)IEGT器件，滿發(fā)時(shí)損耗僅為1.3%（專用變的損耗計(jì)算在內(nèi)）。前三項(xiàng)指標(biāo)均處于世界領(lǐng)先水平（三）技術(shù)特點(diǎn)（三）技術(shù)特點(diǎn)15里程碑事件里程碑事件3 3驗(yàn)收調(diào)試情況驗(yàn)收調(diào)試情況4 4目目 錄錄項(xiàng)目背景項(xiàng)

8、目背景1 1基本原理及組成基本原理及組成2 2成果及應(yīng)用前景成果及應(yīng)用前景5 5下階段工作計(jì)劃下階段工作計(jì)劃6 6里程碑事件里程碑事件u科技部下達(dá)研究課題 20072007年年1212月月u簽訂項(xiàng)目任務(wù)書(shū)，明確工期20082008年年7 7月月u廣東電網(wǎng)為落實(shí)STATCOM試點(diǎn)工作，成立STATCOM項(xiàng)目工作組 20092009年年8 8月月u南方電網(wǎng)公司召開(kāi)STATCOM技術(shù)方案評(píng)審會(huì) 20102010年年1 1月月u 南方電網(wǎng)公司組織完成STATCOM接入工程初步設(shè)計(jì)評(píng)審會(huì) 20102010年年4 4月月17u 完成工程設(shè)備采購(gòu)合同20102010年年5 5月月u 開(kāi)始現(xiàn)場(chǎng)土建施工2010

9、2010年年7 7月月u 完成STATCOM裝置安裝、驗(yàn)收20112011年年3 3月月20102010年年9 9月月u 完成常規(guī)設(shè)備安裝、驗(yàn)收 20112011年年4 4月月u 完成STATCOM裝置低壓調(diào)試?yán)锍瘫录ɡm(xù)）里程碑事件（續(xù)）u 完成STATCOM裝置啟動(dòng) 2012011 1年年7 7月月18u完成STATCOM裝置系統(tǒng)調(diào)試，,8月19日進(jìn)入試運(yùn)行 20112011年年8 8月月里程碑事件（續(xù)）里程碑事件（續(xù)）u組織起草試運(yùn)行方案，完成18項(xiàng)系統(tǒng)調(diào)試遺留問(wèn)題整改 20112011年年1010月月u完成試運(yùn)行前4個(gè)階段方案細(xì)化、審查。組織STATCOM規(guī)范審查20112011年年

10、1212月月u完成試運(yùn)行第一階段恒無(wú)功控制試驗(yàn) 20122012年年1 1月月u完成第五階段過(guò)負(fù)荷試驗(yàn) 20122012年年3 3月月u完成第六階段過(guò)短路試驗(yàn) 2012012 2年年4 4月月19驗(yàn)收調(diào)試情況驗(yàn)收調(diào)試情況4 4目目 錄錄項(xiàng)目背景項(xiàng)目背景1 1基本原理與特點(diǎn)基本原理與特點(diǎn)2 2里程碑事件里程碑事件3 3成果及應(yīng)用前景成果及應(yīng)用前景5 5下階段工作計(jì)劃下階段工作計(jì)劃6 6（一）管理架構(gòu)（一）管理架構(gòu)STATCOM STATCOM 項(xiàng)目項(xiàng)目管理管理組織架構(gòu)組織架構(gòu)安裝驗(yàn)收安裝驗(yàn)收系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試短路試驗(yàn)短路試驗(yàn)2010年9月30日完成常規(guī)設(shè)備安裝驗(yàn)收，2011年4月28日完成STAT

11、COM低壓調(diào)試。2011年8月8日完成裝置裝置并網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)試。2012年3月31日完成裝置過(guò)負(fù)荷試驗(yàn)。2012年4月28日完成短路試驗(yàn)。過(guò)負(fù)荷試驗(yàn)過(guò)負(fù)荷試驗(yàn)（二）驗(yàn)收調(diào)試情況（二）驗(yàn)收調(diào)試情況STATCOMSTATCOM驗(yàn)收調(diào)試的關(guān)鍵環(huán)節(jié)驗(yàn)收調(diào)試的關(guān)鍵環(huán)節(jié)22安裝驗(yàn)收安裝驗(yàn)收兩個(gè)月完成STATCOM常規(guī)設(shè)備土建及設(shè)備安裝調(diào)試23系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試試驗(yàn)前核查裝置控制參數(shù) 共同討論試驗(yàn)方案的細(xì)節(jié) 系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果表明，STATCOM所有穩(wěn)態(tài)控制邏輯及功能指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求并網(wǎng)調(diào)試是STATCOM科技項(xiàng)目的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，為此我局多次組織審查STATCOM裝置系統(tǒng)調(diào)試方案 24試過(guò)負(fù)荷試驗(yàn)試過(guò)負(fù)荷試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)人員

12、研究過(guò)負(fù)荷與保護(hù)的配合問(wèn)題 試驗(yàn)前細(xì)查裝置回路 過(guò)負(fù)荷邏輯要求STATCOM能發(fā)出300MVA無(wú)功，持續(xù)時(shí)間為5秒。試驗(yàn)結(jié)果表明，STATCOM過(guò)負(fù)荷控制邏輯正確，并具備1.5倍過(guò)負(fù)荷能力（即300MVar） 25短路試驗(yàn)短路試驗(yàn)短路試驗(yàn)人工接地點(diǎn)選擇220kV東元乙線距離STATCOM安裝處9.8公里的線路上。試驗(yàn)結(jié)果表明，STATCOM暫態(tài)控制邏輯正確，整個(gè)暫態(tài)響應(yīng)過(guò)程僅需15.8毫秒，完全滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求 26短路試驗(yàn)結(jié)果短路試驗(yàn)結(jié)果由波形圖可知：n （1）系統(tǒng)短路時(shí)STATCOM發(fā)出容性無(wú)功支撐系統(tǒng)電壓，邏輯正確。n （2） STATCOM從檢測(cè)到電網(wǎng)故障到其發(fā)出大容量無(wú)功的時(shí)間為15

13、.8ms27暫態(tài)響應(yīng)情況暫態(tài)響應(yīng)情況 STATCOM并網(wǎng)運(yùn)行至今，成功響應(yīng)了4次系統(tǒng)故障，分別為2012年4月12日花博乙線AB相間故障、4月25日東惠乙線B相接地故障、4月28日東元乙線A相接地故障（人工接地短路試驗(yàn)）、5月5日東黎甲線AB相接地故障，STATCOM均能及時(shí)進(jìn)入暫態(tài)，發(fā)出大容量無(wú)功支撐電網(wǎng)。 28花博乙線AB相間故障（4月12日14時(shí)52分）（限幅為200MVA）東惠乙線B相接地故障（4月25日22時(shí)52分）（限幅為200MVA）東元乙線A相接地故障（4月28日14時(shí)46分）（限幅為300MVA）東黎甲線發(fā)生AB相接地故障（5月5日8時(shí)29分）（限幅為200MVA）故障時(shí)22

14、0kV母線 A相電壓121kV(0.91倍額定電壓)130kV( 0.98倍額定電壓)83kV(0.62倍額定電壓)33kV(0.25倍額定電壓)故障時(shí)220kV母線 B相電壓120kV(0.91倍額定電壓)99kV(0.74 倍額定電壓)141kV(1.06倍額定電壓)44kV(0.33倍額定電壓)故障時(shí)220kV母線 C相電壓128kV(0.96倍額定電壓)132kV( 0.99倍額定電壓)136kV(1.01倍額定電壓)129kV(0.99倍額定電壓)STATCOM A 相總電流3260A(0.98倍額定電流)3190 A(0.97倍額定電流)4500 A(1.36倍額定電流)4080A

15、(1.20倍額定電流)STATCOM B 相總電流3500 A(1.06倍額定電流)3400(1.03倍額定電流)4860 A(1.47倍額定電流)4900A(1.48倍額定電流)STATCOM C 相總電流3320A(1.00倍額定電流)3550(1.07倍額定電流)4610 A(1.4倍額定電流)4900A(1.48倍額定電流)目目 錄錄項(xiàng)目背景項(xiàng)目背景1 1STATCOMSTATCOM的組成的組成2 2里程碑事件里程碑事件3 3成果及應(yīng)用前景成果及應(yīng)用前景5 5裝置應(yīng)用情況裝置應(yīng)用情況4 4下階段工作計(jì)劃下階段工作計(jì)劃6 6Page 30（一）項(xiàng)目取得成果（一）項(xiàng)目取得成果圓滿完成STA

16、TCOM過(guò)負(fù)荷試驗(yàn)、短路試驗(yàn)兩項(xiàng)關(guān)鍵的試驗(yàn)項(xiàng)目。 1 12 2項(xiàng)項(xiàng)目目取取得得優(yōu)優(yōu)異異成成果果組織編制了STATCOM技術(shù)規(guī)范、出廠試驗(yàn)規(guī)范、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)規(guī)范、運(yùn)行管理導(dǎo)則四項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 3 3組織編制了STATCOM現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行規(guī)程、一百問(wèn)小冊(cè)子。 30（一）項(xiàng)目取得成果（一）項(xiàng)目取得成果撰寫(xiě)了200MVA鏈?zhǔn)届o止補(bǔ)償器STATCOM的主電路聯(lián)接型式分析、百M(fèi)VA級(jí)鏈?zhǔn)届o止補(bǔ)償器STATCOM電流互感器安裝消除死區(qū)的探討等10篇科技論文。 5 56 6項(xiàng)項(xiàng)目目取取得得優(yōu)優(yōu)異異成成果果安排了9次專題培訓(xùn)、6次出廠驗(yàn)收及2次外出調(diào)研。全過(guò)程參與STATCOM裝置驗(yàn)收、低壓調(diào)試、系統(tǒng)調(diào)試及試運(yùn)行，培養(yǎng)了一批

17、STATCOM專業(yè)技術(shù)人才。4 4編制了STATCOM專業(yè)驗(yàn)收方案、低壓調(diào)試方案、啟動(dòng)方案、系統(tǒng)調(diào)試方案、試運(yùn)行方案、裝置入網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)分析報(bào)告共12份工作方案。31（二）項(xiàng)目應(yīng)用前景（二）項(xiàng)目應(yīng)用前景 本項(xiàng)目提出的研制35kV百M(fèi)VA級(jí)高壓大功率變流器及靜止補(bǔ)償器研制成功，一舉攻克了以變流器為核心構(gòu)成的高壓大功率變頻器、輕型直流輸電、大功率電力機(jī)車、大功率風(fēng)力發(fā)電用變流器等最核心技術(shù)，具有體積小、效率高、成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)，打破國(guó)外技術(shù)封鎖與壟斷打破國(guó)外技術(shù)封鎖與壟斷，對(duì)提升我提升我國(guó)電力電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)的整體技術(shù)水平國(guó)電力電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)的整體技術(shù)水平具有重要作用，具有廣泛的市場(chǎng)前景。32目目 錄錄項(xiàng)目背景項(xiàng)目背景1 1STAT