新一代無(wú)功補(bǔ)償SVG技術(shù)應(yīng)用介紹

XDVAR系列有源動(dòng)態(tài)無(wú)功和諧波補(bǔ)償裝置

NewTypepowercompensationTechnology

（StaticVarGenerator）天津市先導(dǎo)倍爾電氣有限公司XDE2023/2/4MainContent無(wú)功補(bǔ)償?shù)牧x意與用戶側(cè)電能質(zhì)量問(wèn)題1ComparisonSVCandSVG2SeriesofSVG3ApplicationofSVGinoverseasandinChina4清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所2電網(wǎng)電壓穩(wěn)定與用戶側(cè)電能質(zhì)量問(wèn)題1清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所3無(wú)功的定義無(wú)功功率:電源能量與感性負(fù)載線圈中磁場(chǎng)能量或容性負(fù)載電容中的電場(chǎng)能量之間進(jìn)行著可逆的能量交換而占有的電網(wǎng)容量叫無(wú)功，Q表示這種能量交換的幅度。無(wú)功功率的表達(dá)式：

Q=UIsinφ式中無(wú)功的單位為Var（乏），線電壓的單位為V（伏），視在電流I單位為A（安）。功率因數(shù)：在正弦電路中，功率因數(shù)是由電壓和電流之間的相角差決定的，這種情況下，功率因數(shù)常用COSφ表示。視在功率S=UI,有功功率P=UIcosφ

cosφ=P/S清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所4無(wú)功的分類1、感性無(wú)功：電流矢量滯后電壓矢量90度。如：電動(dòng)機(jī)、變壓器線圈、晶閘管變流設(shè)備等。2、容性無(wú)功：電流矢量超前電壓矢量90度。如：電容器、電纜輸配電線路、電力電子超前控制設(shè)備等。3、基波無(wú)功：與電源頻率相等的無(wú)功。4、諧波無(wú)功：與電源頻率不相等的無(wú)功。清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所5無(wú)功功率的影響增加設(shè)備的容量。無(wú)功功率的增加，會(huì)導(dǎo)致電流增大和視在功率的增加，從而使發(fā)電機(jī)、變壓器及其它電氣設(shè)備的容量和導(dǎo)線容量增加。設(shè)備及線路損耗增加。使線路及變壓器的電壓降增大，如果是沖擊性無(wú)功功率負(fù)載，還會(huì)使電壓產(chǎn)生劇烈波動(dòng)，使供電質(zhì)量嚴(yán)重降低。清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所6諧波基本概念諧波的基本概念

頻率為1/T的分量為基波，頻率為大于1的整數(shù)倍基波（50Hz中國(guó)）頻率的分量稱為諧波。諧波次數(shù)為諧波頻率和基波頻率的整數(shù)比。電壓HRUn和電流HRIn電壓和電流總諧波畸變率清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所7諧波的危害諧波使公用電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生了附加的諧波損耗，降低了發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的效率，大量的3次諧波電流流過(guò)中線時(shí)會(huì)使線路過(guò)熱甚至發(fā)生火災(zāi)。諧波影響各種電氣設(shè)備正常工作。諧波會(huì)引起公用電網(wǎng)中局部的并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振，從而使諧波放大。諧波會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作，并會(huì)使電氣測(cè)量?jī)x表計(jì)量不準(zhǔn)確。諧波對(duì)通訊線路的干擾。

清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所8高次諧波三相六脈波整流電路有哪些諧波

—三相整流設(shè)備含有5、7、11、13等次（6n±1）的高次諧波，含量為基波的1/5，1/7，1/11，1/13…1/（6n±1）高次諧波含量為：

即清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所9高次諧波六相十二脈波整流電路有哪些諧波六相十二脈波整流電路含有：11、13、23、25…（12n±1）次高次諧波，高次諧波電流含量是：即清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所10各類多相整流器產(chǎn)生的諧波次數(shù)

由右表可見(jiàn)，增加變流器的相數(shù)可有效地消除低次諧波，整流相數(shù)越多，所產(chǎn)生的諧波分量越少。目前在軋鋼機(jī)和電冶金、電解整流電源工程中多數(shù)采用12相、24相整流技術(shù)，對(duì)特大容量的也采用36相、48相整流。交流電弧爐非對(duì)稱產(chǎn)生偶次諧波。整流相數(shù)注入電網(wǎng)的諧波次數(shù)65、7、11、13、17、19、23、25……1211、13、23、25、35……2423、25……3635、37……清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所11什么叫無(wú)功補(bǔ)償無(wú)功補(bǔ)償：

指根據(jù)電網(wǎng)中的無(wú)功類型，人為地補(bǔ)償容性無(wú)功或感性無(wú)功來(lái)抵消線路中的無(wú)功功率。是為了減小供配電線路中往復(fù)交換的無(wú)功功率，提高供配電線路的利用率。無(wú)功功率有那些影響：

無(wú)功功率不做功，但占用電網(wǎng)容量和導(dǎo)線截面積，造成線路壓降增大，使供配電設(shè)備過(guò)載，諧波無(wú)功使電網(wǎng)受到污染，甚至?xí)痣娋W(wǎng)振蕩顛覆。

清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所12無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕饔锰岣吖┯秒娤到y(tǒng)及負(fù)載的功率因數(shù)，降低設(shè)備容量，減少功率損耗。穩(wěn)定受電端及電網(wǎng)的電壓，提高供電質(zhì)量。在電氣化鐵道等三相負(fù)載不平衡的場(chǎng)合，通過(guò)適當(dāng)?shù)臒o(wú)功補(bǔ)償可以平衡三相的有功及無(wú)功負(fù)載。清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所13動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)墓δ?、對(duì)動(dòng)態(tài)無(wú)功負(fù)荷的功率因數(shù)校正。2、改善電壓調(diào)整。3、提高電力系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，阻尼功率振蕩。4、降低過(guò)電壓。5、減少電壓閃爍。6、阻尼次同步振蕩。7、減少電壓和電流的不平衡。清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所14動(dòng)補(bǔ)與靜補(bǔ)的主要區(qū)別及優(yōu)點(diǎn)靜補(bǔ)投切速度慢，不適合負(fù)載變化頻繁的場(chǎng)合，容易產(chǎn)生欠補(bǔ)或者過(guò)補(bǔ)償，造成電網(wǎng)電壓波動(dòng)，損壞用電設(shè)備；并且有觸點(diǎn)投切設(shè)備壽命短，噪聲大，維護(hù)量大，影響電容器使用壽命。動(dòng)補(bǔ)可對(duì)任何負(fù)載情況進(jìn)行實(shí)時(shí)快速補(bǔ)償，并有穩(wěn)定電網(wǎng)電壓功能，提高電網(wǎng)質(zhì)量，同時(shí)具備治理諧波的功能。清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所15無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆椒ㄍ桨l(fā)電機(jī)：調(diào)整勵(lì)磁電流，使其在超前功率因數(shù)下運(yùn)行，輸出有功功率的同時(shí)輸出無(wú)功功率。同步電動(dòng)機(jī)：與前者的區(qū)別主要在于發(fā)電機(jī)位于發(fā)電廠，而電動(dòng)機(jī)位于用戶處。同步調(diào)相機(jī)：當(dāng)同步電動(dòng)機(jī)不帶負(fù)載而空載運(yùn)行，專門向電網(wǎng)輸送無(wú)功功率時(shí)，稱為同步調(diào)相機(jī)。主要裝于樞紐變電所。并聯(lián)電容器：可提供超前的（容性）無(wú)功功率，多裝于降壓變電所，亦可就地補(bǔ)償。靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置：具有調(diào)相機(jī)的功能，如SVG、SVC。清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所16無(wú)功補(bǔ)償?shù)娜N主要形式MSC/MSR~機(jī)械投切式電容/電抗交流電抗器機(jī)械式開關(guān)交流電容器組SVC~StaticVarCompensator交流電抗器晶閘管閥控制和保護(hù)變壓器交流電容器組SVG~StaticVarGeneratorGTO/IGBT/IGCT閥控制與保護(hù)變壓器直流電容清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所17同步發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，可發(fā)出無(wú)功功率：發(fā)電機(jī)在非額定功率因數(shù)下運(yùn)行時(shí)可能發(fā)出的無(wú)功功率發(fā)電機(jī)的P-Q極限1）當(dāng)發(fā)電機(jī)低于額定功率因數(shù)運(yùn)行時(shí)，能增加輸出的無(wú)功功率，但發(fā)電機(jī)的視在功率因取決于勵(lì)磁電流不超過(guò)額定值的條件，將低于其額定（2）當(dāng)發(fā)電機(jī)高于額定功率因數(shù)運(yùn)行時(shí)，勵(lì)磁電流不再是限制條件，原動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率又成了限制條件。（3）發(fā)電機(jī)只有在額定電壓、額定電流和額定功率因數(shù)（即運(yùn)行點(diǎn)C）下運(yùn)行時(shí)視在功率才能達(dá)到額定值，使其容量得到最充分的利用。清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所18同步調(diào)相機(jī)同步調(diào)相機(jī)相當(dāng)于空載運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)。在過(guò)勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)，它向系統(tǒng)供給感性無(wú)功功率而起無(wú)功電源的作用，能提高系統(tǒng)電壓；在欠勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)（欠勵(lì)磁最大容量只有過(guò)勵(lì)磁容量的（50%～65%）)，它從系統(tǒng)吸取感性無(wú)功功率而起無(wú)功負(fù)荷作用，可降低系統(tǒng)電壓。它能根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)電壓的數(shù)值平滑改變輸出（或吸?。┑臒o(wú)功功率，進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)。因而調(diào)節(jié)性能較好。缺點(diǎn)：同步調(diào)相機(jī)是旋轉(zhuǎn)機(jī)械，運(yùn)行維護(hù)比較復(fù)雜；有功功率損耗較大，在滿負(fù)荷時(shí)約為額定容量的(1.5~5)%，容量越小，百分值越大；小容量的調(diào)相機(jī)每kVA容量的投資費(fèi)用也較大。故同步調(diào)相機(jī)宜大容量集中使用，容量小于5MVA的一般不裝設(shè)。同步調(diào)相機(jī)常安裝在樞紐變電所清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所19并聯(lián)電容器并聯(lián)電容器可按三角形和星形接法連接在母線上。它供給的無(wú)功功率QC值與所在節(jié)點(diǎn)電壓的平方成正比，即QC=V2/XC

。按安裝位置不同通常分為三種，集中補(bǔ)償、分組補(bǔ)償、就地補(bǔ)償。

缺點(diǎn)：電容器的無(wú)功功率調(diào)節(jié)性能比較差（自動(dòng)投切）。優(yōu)點(diǎn)：并聯(lián)電容器的裝設(shè)容量可大可小，既可集中使用，又可以分散安裝。且電容器每單位容量的投資費(fèi)用較小，運(yùn)行時(shí)功率損耗亦較小，維護(hù)也較方便。清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所20靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置（動(dòng)補(bǔ)）傳統(tǒng)的無(wú)功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置是同步調(diào)相機(jī)（SynchronousCondenser—SC）早期的靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置是飽和電抗器（SaturatedReactor—SR）。靜止型無(wú)功補(bǔ)償裝置（StaticVarCompensator—SVC）。新型靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置：靜止無(wú)功發(fā)生器（StaticVar

Genertor—SVG）或靜止補(bǔ)償器（StaticCompensator—STATCOM）清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所21靜止無(wú)功補(bǔ)償器（SVC）靜止補(bǔ)償器由靜電電容器與電抗器并聯(lián)組成。電容器可發(fā)出無(wú)功功率，電抗器可吸收無(wú)功功率，兩者結(jié)合起來(lái)，再配以適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)裝置，就能夠平滑地改變輸出（或吸收）的無(wú)功功率。(a)可控飽和電抗器型（SR）；(b)自飽和電抗器型；(c)可控硅控制電抗器型（SVC-TCR）；(d)可控硅控制電抗器（TCR）和可控硅投切電容器組合型（TSC）。清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所22SVC原理（TCR）其單相基本結(jié)構(gòu)是兩個(gè)并聯(lián)的晶閘管與一個(gè)電抗器串聯(lián)，而三相多采用三角形聯(lián)結(jié)。相當(dāng)于電感負(fù)載的交流調(diào)壓電路。觸發(fā)角有效移相范圍90-180度，基波電流都是無(wú)功電流。增大觸發(fā)角就是減少電流中的基波分量，相當(dāng)于增大等效感抗。其線電流的諧波含量為6K±1次諧波。清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所23SVC（TCR+FC）靜態(tài)特性系統(tǒng)電壓(p.u.)TCRTSC0.4容性電流感性電流01.0清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所24SVC的技術(shù)特點(diǎn)（TCR+FC）自身產(chǎn)生較大諧波，需與無(wú)源濾波器配合使用；裝置占地面積大；效率低；響應(yīng)速度慢（40ms-60ms）易產(chǎn)生諧振過(guò)電壓、損壞電容器；低壓時(shí)補(bǔ)償效果下降迅速，清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所25

WhatisSVG,compareSVCandSVG2清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所26Static“phaseadjuster”靜止“調(diào)相機(jī)”(STATCOM)LineLoadElectronic

GeneratorforReactive

Power清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所27ConsistofSVG SVGisconsistofchainstaticsynchronizingcompensationer+fixedcapacitor（STATCOM/DSTATCOM，又稱為SVG），accordingtodifferentvolumeofdevice,toproduceaseriesofSVGandhamoroniccompensationdevice按各自容量的不同可組合成各種補(bǔ)償范圍的有源動(dòng)態(tài)無(wú)功和諧波補(bǔ)償裝置。ControllersystemCompensateloadControllerCompensatesystemsystem清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所28SVGPrinciple電氣原理（1）SVG’sbasicprincipleisbelow:的基本原理就是將自換相的橋式電路通過(guò)電抗器或直接并聯(lián)在電網(wǎng)上，適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)橋式電路交流側(cè)輸出電壓的相位和幅值，或直接控制其交流側(cè)電流，就可以使該電路吸收或發(fā)出滿足要求的無(wú)功電流，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康摹?/p>

清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所29SVGworkingprinciple工作原理將自換相橋式電路通過(guò)電抗并聯(lián)在電網(wǎng)上，適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)橋式電路交流輸出電壓的相位和幅值，或控制其交流側(cè)電流，就可以使該電路吸收或發(fā)出無(wú)功電流，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償。NoloadrunningSystemI=0I=0清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所30STATCOMprinciple(Capacitive)ULIUSUCUUCUSUcUsULIfUC>US

,thenIiscapacitiveIt清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所31STATCOMprinciple(Inductive)工作原理（感性）ULIUSUCUUCUSUSUCULIfUC<US

,thenIisinductiveIt清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所32STATCOM/DSTATCOMMaincircuit主電路方案三電平變流器器件直接串聯(lián)諧波較大dv/dt大絕緣要求高多重化變流器變壓器占地大，成本高無(wú)冗余運(yùn)行能力磁非線性導(dǎo)致過(guò)電壓和過(guò)電流絕緣由變壓器承擔(dān)變壓器隔離鏈?zhǔn)侥孀兤骶哂腥哂噙\(yùn)行能力各逆變單元可共用直流電容變壓器較復(fù)雜絕緣由變壓器承擔(dān)清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所33功率模塊原理圖輸出電壓+U-U0清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所34XDVARSVG－基于鏈?zhǔn)綋Q流器無(wú)連接變壓器，減小了占地面積，降低了裝置成本，提高了裝置效率在系統(tǒng)受到擾動(dòng)時(shí)，可以分相進(jìn)行控制以便更好地提供電壓支撐作用采用冗余功率模塊，提高了裝置可靠性

避免了多重化逆變變壓器激磁回路中剩磁和飽和非線性導(dǎo)致的裝置過(guò)電壓和過(guò)電流可做成移動(dòng)式裝置，便于靈活配置，提高裝置使用率U+-輸出電壓+U-U0U+U+U+3U2UU0-U-2U-3U輸出電壓清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所35SVG輸出波形使輸出電壓的基波幅值為控制目標(biāo)值，并且使各單相橋輸出的基波電壓幅值相位完全相同，且對(duì)直流電壓峰值進(jìn)行限制；使逆變器總輸出電壓中的低次諧波性能達(dá)到最優(yōu)。

優(yōu)化PWM控制策略各單相橋輸出電壓輸出相電壓實(shí)測(cè)相電壓清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所3610KV電氣原理圖清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所37瞬時(shí)無(wú)功的控制策略清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所38瞬時(shí)無(wú)功的控制策略

SVG可以對(duì)大小和頻率都變化的諧波以及變化的無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償，其由兩部分組成，即指令電流運(yùn)算電路和補(bǔ)償電流發(fā)生電路（由電流跟蹤控制電路、驅(qū)動(dòng)電路和主電路組成）。其中，指令運(yùn)算電路的核心是檢測(cè)出補(bǔ)償對(duì)象電流中的諧波和無(wú)功等電流分量，因此有時(shí)也稱之為諧波和無(wú)功電流檢測(cè)電路。補(bǔ)償電流發(fā)生電路的作用是根據(jù)指令電流運(yùn)算電路得出的補(bǔ)償電流的指令信號(hào)，產(chǎn)生實(shí)際的補(bǔ)償電流。主電路采用多重化的PWM電路。

SVG是基于瞬時(shí)無(wú)功功率的方法，在只檢測(cè)無(wú)功電流時(shí)，可以完全無(wú)延時(shí)地得出檢測(cè)結(jié)果。檢測(cè)諧波電流時(shí)，因檢測(cè)對(duì)象中諧波的構(gòu)成和采用濾波器的不同，會(huì)有不同的延時(shí)，最多不超過(guò)一個(gè)電源周期。當(dāng)需要補(bǔ)償負(fù)載所產(chǎn)生的諧波電流時(shí)，SVG檢測(cè)出補(bǔ)償對(duì)象負(fù)載電流的諧波分量，將其反極性后作為補(bǔ)償電流指令，由補(bǔ)償電流發(fā)生器產(chǎn)生的補(bǔ)償電流與負(fù)載電流中諧波分量大小相等、方向相反，互相抵消，使電源電流只含基波，不含諧波。清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所39優(yōu)異的諧波輸出特性傳統(tǒng)SVC裝置中令人頭疼的諧波問(wèn)題，在SVG中則完全采用橋式變流電路的多重化技術(shù)，多電平技術(shù)或PWM技術(shù)進(jìn)行處理，以消除次數(shù)較低的諧波，并使較高次數(shù)的諧波電流減小到可以接受的程度。所以SVG既可以輸出近似正弦波的無(wú)功電流（不含諧波，用于電網(wǎng)補(bǔ)償），也可以輸出設(shè)定次數(shù)的諧波電流（用于負(fù)荷諧波濾波），即SVG輸出電流是完全有源可控的，完全滿足用戶的需要；清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所40SVG電壓-電流特性系統(tǒng)電壓(p.u.)SVGTCRTSC0.4容性電流感性電流01.0當(dāng)電網(wǎng)電壓下降，補(bǔ)償器的電壓-電流特性向下調(diào)整時(shí)，SVG可以調(diào)整其變流器交流側(cè)電壓的幅值和相位，以使其所能提供的最大無(wú)功電流維持不變，僅受其電力半導(dǎo)體器件的電流容量限制。其運(yùn)行范圍是上下等寬的近似矩形的區(qū)域。清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所41SVG的占地面積SVGSVC清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所42占地面積SVG占地是SVC的1/5~1/3資料來(lái)源：SIEMENS清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所43動(dòng)態(tài)響應(yīng)資料來(lái)源：ABBSVC：2～3周波，速度過(guò)快產(chǎn)生諧振。STATCOM：1～2周波，小于5毫秒清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所44SVG響應(yīng)速度SVG的快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)

(小于10ms)響應(yīng)速度越快對(duì)閃變抑制效果越好SVC的響應(yīng)速度大于10毫秒，如果再快，有可能與系統(tǒng)產(chǎn)生諧振。清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所45典型SVC與典型SVG損耗的比較典型0－100Mvar

SSVC典型0－100MvarSVC清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所46典型SVC與典型SVG運(yùn)行損耗的比較補(bǔ)償容量SVG補(bǔ)償組成SVC補(bǔ)償組成SVG的損耗(萬(wàn)度/年)SVC的損耗(萬(wàn)度/年)SVGFCTCRFC最小0.02%平均最大0.33%最小0.06%平均最大1.0%2M±2M0-2M+2M0.322.775.281.08.516.05M±5M0-5M+5M0.86.9313.22.521.340.08M±4M+4M-8M+8M1.2811.0821.124.034.064.010M±5M+5M-10M+10M1.6013.8526.45.042.580.016M±8M+8M-16M+16M2.5622.1642.248.058.0108.020M±10M+10M-20M+20M3.2027.7052.810.085.0160.024M±12M+12M-24M+24M3.8433.2463.3612.0102.0192.030M±15M+15M-30M+30M4.8041.5539.6015.0127.5240.040M±20M+20M-40M+40M6.4055.40105.620.0170.0320.050M±25M+25M-50M+50M8.0069.30131.225.0212.5400.0清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所47典型SVC與典型SVG運(yùn)行損耗的比較為什么SVG比SVC節(jié)能?串聯(lián)電抗器容量不同,SVC串聯(lián)100%電抗，而SVG只串聯(lián)6%的電抗，而電抗器損耗大約為0.8%的損耗，占主導(dǎo)地位。FC部分，SVC的電容容量是SVG電容容量的一倍，所以，電容損耗比SVC的損耗小，電容損耗較小。SVC的可控硅的損耗與SVG的IGBT的損耗相當(dāng)，可控硅的損耗比IGBT損耗小，但SVC部分的可控硅部分的容量是IGBT容量的一倍。而且在SVC的0無(wú)功時(shí)損耗最大，100%無(wú)功時(shí)損耗最小，SVG在50%無(wú)功時(shí)損耗最小，在100%無(wú)功時(shí)損耗最大，一般動(dòng)態(tài)無(wú)功絕大部分時(shí)間工作在50%無(wú)功狀態(tài)。清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所48-50M－+150MSVG與SVC性能比較比較內(nèi)容100MVASTATCOM+50M固定電容器（-50—150）200MVATCR+150M濾波器（-50—150）無(wú)功控制能力連續(xù)，零無(wú)功時(shí)STATCOM投入-50Mvar連續(xù)，容性無(wú)功由濾波器提供，零無(wú)功時(shí)TCR投入-150Mvar無(wú)功補(bǔ)償響應(yīng)速度響應(yīng)速度快（5ms－10ms）響應(yīng)速度慢（40ms～60ms）電壓對(duì)補(bǔ)償效果的影響輸出無(wú)功電流與系統(tǒng)電壓無(wú)關(guān)系統(tǒng)電壓下降時(shí)輸出無(wú)功電流成比例下降同等補(bǔ)償效果所需容量1.01.2－1.3占地面積小大(為STATCOM的4－5倍)損耗與輸出無(wú)功的關(guān)系零無(wú)功時(shí)STATCOM投入-50Mvar，損耗為50MX1%。假設(shè)STATCOM損耗為1％。零無(wú)功時(shí)TCR投入-150M，損耗大；損耗為150MX1%。假設(shè)TCR損耗為1％。價(jià)格比較約4200萬(wàn)STATCOM：400元/kvar，電容器20元/kvar4050萬(wàn)TCR：180元/kvar，濾波器30元/kvar清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所49

XDVAR系列SVG介紹3清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所50XDVAR裝置構(gòu)成清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所51典型安裝示意圖清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所52±8Mvar/10kVSVG外觀圖清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所5310KV電氣原理圖清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所54XDVARSVG功能模塊化的電路結(jié)構(gòu)SVG的核心是基于IGBT器件的鏈?zhǔn)侥孀兤?。鏈?zhǔn)侥孀兤髅肯嘤啥鄠€(gè)功率模塊輸出串聯(lián)而成，功率模塊采用N+1或N+2冗余運(yùn)行結(jié)構(gòu)；模塊控制采用大規(guī)模FPGA芯片載波移相多電平空間矢量PWM控制策略，電路簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高；采用自勵(lì)起動(dòng)技術(shù)，使得裝置投入時(shí)沖擊電流??；模塊面板共4個(gè)電氣端子，4個(gè)光纖端子，接線簡(jiǎn)單，還設(shè)有若干狀態(tài)及故障指示燈，方便維護(hù)及檢修；當(dāng)某一個(gè)功率模塊故障時(shí)，控制器將檢測(cè)出并發(fā)出指令使故障的功率模塊輸出通過(guò)快速電子旁路電路短接，使裝置能繼續(xù)滿載運(yùn)行，大大提高了裝置可靠性。清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所55XDVARSVG功能控制采用基于三DSP及多FPGA的全數(shù)字化控制器MLCCON，具有高集成度，可靠性高；現(xiàn)場(chǎng)可設(shè)定控制方式：系統(tǒng)補(bǔ)償或負(fù)荷補(bǔ)償及負(fù)荷補(bǔ)償諧波次數(shù)；采用快速瞬時(shí)無(wú)功電流控制策略，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)短路故障時(shí)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行；采用進(jìn)口PLC實(shí)現(xiàn)多組固定電容器的綜合投切控制?？刂破魅忾]防塵設(shè)計(jì)，無(wú)需冷卻風(fēng)扇，大大提高可靠性。清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所56XDVARSVG功能監(jiān)控與人機(jī)接口本地監(jiān)控功能由DSP及進(jìn)口PLC共同完成，采用觸摸屏中文/英文顯示界面，比嵌入式工控機(jī)界面硬件可靠性高，更適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)電磁環(huán)境；本地監(jiān)控面板能進(jìn)行各種控制操作和參數(shù)設(shè)置；顯示面板具有功率模塊直流電壓、功率模塊故障/旁路狀態(tài)、輸出電流、負(fù)荷電流、故障顯示及故障追憶等功能，可顯示輸出電流波形；遠(yuǎn)方通信監(jiān)控接口為RS232/RS485和CAN總線，備有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的RJ45擴(kuò)展口和通信轉(zhuǎn)換模塊，可以靈活支持Modbus、Profibus、TCP/IP和IEC61850等通信協(xié)議；可以通過(guò)遠(yuǎn)方計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控；具有GPRS遠(yuǎn)程接口，裝置通過(guò)聯(lián)網(wǎng)裝置，將系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、狀態(tài)量和報(bào)警信息等，利用GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到本公司后臺(tái)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，以確定其安全情況和運(yùn)行情況，大幅提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性及可維護(hù)性。清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所57XDVARSVG性能特點(diǎn)啟動(dòng)沖擊?。篠VG部分采用自勵(lì)方式起動(dòng)，啟動(dòng)快速且沖擊電流限制在很小的幅值；任意組合的連續(xù)補(bǔ)償范圍：SVG可以從額定感性工況到額定容性工況連續(xù)輸出無(wú)功，和固定電容器組合可構(gòu)成任意范圍的連續(xù)補(bǔ)償；動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快 SVG具有10ms以內(nèi)的快速輸出無(wú)功特性，因而對(duì)快速的沖擊負(fù)荷具有更好的補(bǔ)償效果；而傳統(tǒng)的SVC響應(yīng)時(shí)間一般在40ms-60ms（太快可能引起電抗和電容器產(chǎn)生振蕩）。優(yōu)異的諧波輸出特性 SVG既可以輸出近似正弦波的無(wú)功電流（不含諧波，用于電網(wǎng)補(bǔ)償），也可以輸出設(shè)定次數(shù)的諧波電流（用于負(fù)荷諧波濾波），即SVG輸出電流是完全有源可控的，完全滿足用戶的需要；而SVC產(chǎn)生大量不可控的諧波電流，又附帶大量不可控的無(wú)源濾波支路來(lái)實(shí)現(xiàn)自身產(chǎn)生的諧波電流的濾波。

清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所58XDVARSVG性能特點(diǎn)占地面積小 SVG以半導(dǎo)體功率器件構(gòu)成的逆變器為核心，使用直流電容器儲(chǔ)能，無(wú)SVC中體積龐大的濾波支路和電抗器，安裝尺寸一般只有SVC的1/5-1/3，特別適合于對(duì)占地面積要求較高的場(chǎng)合。XDVAR系列SVG可做成移動(dòng)式裝置。高效率 SVG采用新型低損耗IGBT功率器件，直接輸出電壓范圍1kV－35Kv,省去了連接變壓器，裝置效率可達(dá)99％以上；而由于損耗曲線特性優(yōu)于SVC（SVC空載時(shí)損耗達(dá)到最大），SVG的等效運(yùn)行損耗一般只有SVC的1/3-1/2，等效運(yùn)行耗電量大大低于SVC。清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所59XDVARSVG性能特點(diǎn)超強(qiáng)補(bǔ)償能力 SVG輸出電流不依賴于系統(tǒng)電壓，表現(xiàn)為恒流源特性，在系統(tǒng)電壓跌落到20％時(shí)仍可以輸出額定無(wú)功電流，具有更寬的運(yùn)行范圍；而SVC輸出電流與系統(tǒng)電壓成正比下降，使得達(dá)到同等補(bǔ)償效果SVG容量可以比SVC容量小20％－30％。 通過(guò)對(duì)固定電容器組的綜合控制，可以更好的滿足系統(tǒng)和負(fù)荷的補(bǔ)償范圍要求。高可靠性

SVG采用N+1或N+2冗余主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，一個(gè)（或兩個(gè)）鏈節(jié)單元損壞后仍可繼續(xù)滿負(fù)荷運(yùn)行；SVC使用了大量電容器電抗器，當(dāng)外部系統(tǒng)容量與補(bǔ)償裝置的容量可比時(shí)，SVC會(huì)產(chǎn)生不穩(wěn)定性而發(fā)生振蕩，而SVG對(duì)外部系統(tǒng)運(yùn)行條件和結(jié)構(gòu)變化不敏感。SVG還避免了功率器件的直接串聯(lián)

清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所60出廠試驗(yàn)等價(jià)額定工況試驗(yàn)驗(yàn)證鏈節(jié)在周期開通和關(guān)斷過(guò)程中，耐受電壓和電流的極限強(qiáng)度；檢驗(yàn)鏈節(jié)控制板在額定工況運(yùn)行下抗干擾能力；檢驗(yàn)各元件水冷散熱效果；檢測(cè)鏈節(jié)控制電源消耗功率大小。

1等價(jià)過(guò)電流保護(hù)試驗(yàn)驗(yàn)證鏈節(jié)主要（一次）設(shè)備是否能夠耐受由過(guò)電流引起結(jié)溫升高后的電壓應(yīng)力；檢驗(yàn)過(guò)電流保護(hù)裝置在最大關(guān)斷電流出現(xiàn)時(shí)關(guān)斷IGCT的能力。2閥的電介質(zhì)試驗(yàn)閥對(duì)地：工頻交流耐壓試驗(yàn)；局部放電的測(cè)量；雷電沖擊試驗(yàn)。閥端：工頻交流耐壓試驗(yàn)；操作沖擊試驗(yàn)。3清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所61SVG實(shí)時(shí)數(shù)字仿真平臺(tái)可對(duì)實(shí)際工程的控制器進(jìn)行閉環(huán)物理測(cè)試，加速現(xiàn)場(chǎng)投運(yùn)試驗(yàn)；可對(duì)鏈?zhǔn)絊VG控制器進(jìn)行系統(tǒng)電壓異常（突變、不平衡、頻率和相位擾動(dòng)）情況下的實(shí)時(shí)仿真試驗(yàn)，減少現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的時(shí)間、成本和風(fēng)險(xiǎn)。鏈?zhǔn)絊VG裝置控制器接入系統(tǒng)的鏈?zhǔn)絊VG裝置實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所62SVG補(bǔ)償效果試驗(yàn)條件：負(fù)荷電流由落后系統(tǒng)電壓0度切換到落后90度，DSTATCOM隨即發(fā)出1000A補(bǔ)償電流，動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間15ms左右。補(bǔ)償不平衡負(fù)荷電流動(dòng)態(tài)過(guò)程（～15ms）清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所63諧波補(bǔ)償測(cè)試電流諧波次數(shù)負(fù)荷電流含量系統(tǒng)電流含量512.5%2.0%710%1.0%115%0.5%135%1.5%有效濾除特定次諧波電流，不引起其它次諧波放大母線電壓系統(tǒng)電流負(fù)荷電流DSTATCOM補(bǔ)償電流頻譜分析清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所64主要技術(shù)指標(biāo)逆變器類型鏈?zhǔn)綋Q流器，采用IGBT器件裝置容量1MVA－100MVA并網(wǎng)點(diǎn)電壓等級(jí)45Hz-55Hz，6Kv/10Kv/27Kv/35kV并網(wǎng)點(diǎn)電壓允許波動(dòng)范圍30％額定電壓到120％額定電壓?jiǎn)?dòng)方式自勵(lì)啟動(dòng)，啟動(dòng)沖擊電流小控制電源45Hz-55Hz，380V±20%，內(nèi)含免維護(hù)后備電源無(wú)功輸出范圍額定感性到額定容性無(wú)功，連續(xù)調(diào)節(jié)無(wú)功輸出特性電流源輸出，在系統(tǒng)電壓降低到20％仍輸出額定容性無(wú)功電流補(bǔ)償控制方式系統(tǒng)補(bǔ)償或負(fù)荷補(bǔ)償系統(tǒng)補(bǔ)償功能電壓調(diào)節(jié)、無(wú)功調(diào)節(jié)、暫穩(wěn)控制、阻尼控制負(fù)荷補(bǔ)償功能功率因數(shù)補(bǔ)償、電壓閃變抑制、諧波補(bǔ)償、負(fù)荷不平衡補(bǔ)償清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所65主要技術(shù)指標(biāo)無(wú)功輸出響應(yīng)速度5ms－20ms綜合補(bǔ)償控制可控制多組補(bǔ)償電容器或電抗器的自動(dòng)投切過(guò)載能力標(biāo)準(zhǔn)：允許10％連續(xù)過(guò)載，20％過(guò)載5秒，30％過(guò)載立即保護(hù)故障處理鏈?zhǔn)綋Q流器采用N+1/N+2冗余運(yùn)行，故障功率模塊自動(dòng)旁路，裝置運(yùn)行不受影響效率滿載時(shí)大于99%保護(hù)功能輸出過(guò)電流、系統(tǒng)短路、系統(tǒng)過(guò)壓、PT斷線、過(guò)溫、水冷故障、通信失敗等保護(hù)遠(yuǎn)程監(jiān)控?cái)?shù)字方式：RS485、CAN、Modbus、Profibus、TCP/IP，GPRS6路可編程外部開關(guān)量輸入（DC24V）信號(hào)輸出4路可編程模擬量輸出（0－20mA）；6路可編程開出（DC24V/50mA）；人機(jī)界面中文液晶觸摸屏圖文人機(jī)界面清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所66

SVG國(guó)內(nèi)外應(yīng)用情況4清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所67我國(guó)STATCOM的研制94年電力部重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目±20MvarSTATCOM，清華與河南省電力局合作，99年投運(yùn)，00年通過(guò)部級(jí)鑒定；當(dāng)選00年全國(guó)高校十大科技成就之一，02年獲國(guó)家獎(jiǎng)；2002年11月國(guó)家電網(wǎng)公司重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目：“上海電網(wǎng)黃渡分區(qū)±50MvarSTATCOM示范工程”通過(guò)立項(xiàng)評(píng)審。項(xiàng)目分為兩部分：

1）電力系統(tǒng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定的控制-±50MvarSTATCOM關(guān) 鍵技術(shù)問(wèn)題的研究－2004年1月通過(guò)評(píng)審

2）西郊變電站±50MvarSTATCOM裝置的研制—2004.3－2006.3±50MvarSTATCOM裝置2006年2月28日并網(wǎng)運(yùn)行，3月7日完成全部現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，4月10日通過(guò)國(guó)家電網(wǎng)公司組織的驗(yàn)收，認(rèn)為核心技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所6850MSVG構(gòu)成占地：20m×18m清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所69基于IGCT的50M鏈?zhǔn)綋Q流器主電路50MSSVC是國(guó)際上首臺(tái)采用IGCT器件的MVA級(jí)鏈?zhǔn)絊VG裝置清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所70外觀清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所71一相逆變器閥清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所72控制室屏柜清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所73驗(yàn)收意見(jiàn)

±50MvarSTATCOM裝置研制過(guò)程中，創(chuàng)新性地解決了如下關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題：（1）建立了鏈?zhǔn)絊TATCOM的標(biāo)么值數(shù)學(xué)模型，提出了基于IGCT的鏈?zhǔn)絊TATCOM主電路及參數(shù)設(shè)計(jì)方法；（2）提出并實(shí)現(xiàn)了多目標(biāo)150Hz優(yōu)化PWM控制策略；（3）提出并實(shí)現(xiàn)了循環(huán)交換鏈節(jié)間PWM脈沖結(jié)合直流PWM制動(dòng)的直流電壓平衡控制方法；（4）提出并實(shí)現(xiàn)了分布式鏈節(jié)冗余控制與保護(hù)策略；（5）提出并實(shí)現(xiàn)了自平衡精確反饋線性化動(dòng)態(tài)無(wú)功控制方法，使裝置能在各種系統(tǒng)電壓工況下穩(wěn)定運(yùn)行；（6）提出并實(shí)現(xiàn)了鏈?zhǔn)絊TATCOM的基于DSP和FPGA的全數(shù)字化高速高精度控制系統(tǒng)；（7）提出并實(shí)現(xiàn)了大容量鏈節(jié)等價(jià)運(yùn)行與保護(hù)試驗(yàn)系統(tǒng)。清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所74用于輸電系統(tǒng)的SVG部分統(tǒng)計(jì)研制者地點(diǎn)(MVA)時(shí)間1三菱電機(jī)、關(guān)西電力日本±201980年2西屋公司、EPRI美國(guó)±11986年3三菱電機(jī)、關(guān)西電力日本±801991年4東芝、日立、東京電力日本±50×21992年5東芝、Hokkaido電力日本±10×21993年6西屋公司、EPRI、田納西電力美國(guó)±1001996年7西門子丹麥±81997年8西屋、EPRI、美國(guó)電力美國(guó)±1601997年9清華大學(xué)、河南省電力公司中國(guó)±201999年10ALSTOM、英國(guó)國(guó)家電網(wǎng)（NGC）英國(guó)±751999年11三菱美國(guó)＋133/-412001年12三菱，圣迭戈天然氣和電力公司美國(guó)±1002002年13KEPRI、KEPCO韓國(guó)±802003年14ALSTOM，美國(guó)東北電力美國(guó)±1502003年15ABB，奧斯汀能源美國(guó)±100200416清華大學(xué)、許繼，上海電力公司中國(guó)±502006年清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所75在負(fù)荷補(bǔ)償中的應(yīng)用三菱公司從1986年至2003年期間，安裝了近200臺(tái)SVG，容量在0.1到60Mvar之間；東芝公司投運(yùn)多臺(tái)10M/20MSVG用于電弧爐的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償；ABB公司已推出系列的SVC-LIGHT（即SVG），用于系統(tǒng)及用戶補(bǔ)償；西屋公司為加拿大BC省阿達(dá)姆湖伐木場(chǎng)提供了一臺(tái)2MVAR的SVG，保證了該伐木場(chǎng)的正常工作；西門子公司為丹麥某風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)提供的兩臺(tái)4MVAR對(duì)于其風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行起了重要作用；美國(guó)S&C’S公司的系列PUREWAVESVG，用于補(bǔ)償沖擊負(fù)載引起的電壓跌落和閃變。清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所76美國(guó)±100MvarSTATCOM（1996）背景：Sullivan變電站，田納西州東北部，屬于TVA（TennesseeValleyAuthority）管轄由500kV輸電網(wǎng)和4條160kV線路供電，冬季負(fù)荷高峰期，該地區(qū)負(fù)荷可達(dá)900MW，其中55％由Sullivan變電站提供。清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所77美國(guó)±100MvarSTATCOM（1996）1500kV母線輕載時(shí)電壓過(guò)高裝有80Mvar可投切電抗器，存在發(fā)熱問(wèn)題，利用率不高2160kV母線重載時(shí)電壓過(guò)低變壓器抽頭動(dòng)作頻繁，降低變壓器壽命,故障率1％，一半由抽頭引起,一次損失$1M3變電站與500kV網(wǎng)聯(lián)系較弱單臺(tái)1200MW變壓器冬季大負(fù)荷時(shí)，失去變壓器后160kV母線電壓跌落10％－15％4與鄰近的AEP系統(tǒng)間存在功率振蕩一條160kV線路與AEP系統(tǒng)相連AEP內(nèi)的PMU測(cè)量到了功率振蕩現(xiàn)象輕載時(shí)STATCOM幫助調(diào)節(jié)500kV母線電壓，電抗器可完全切除。正常情況下160kV母線電壓由STATCOM調(diào)節(jié)，變壓器抽頭動(dòng)作次數(shù)大大降低。250次/月減少為2～5次/月大負(fù)荷方式下，失去500kV/160kV變壓器后，STATCOM可快速動(dòng)作，維持160kV母線電壓在合理范圍，等待附近變電站的固定電容全部投入。有助于研究STATCOM在抑制功率振蕩的能力。解決方案：±100MvarSTATCOM＋84MvarFC＝－100Mvar/+184Mvar清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所78美國(guó)±100MvarSTATCOM（1996）27m×15m新增變壓器：$20MSTATCOM：TVA$6M+EPRI$6M節(jié)省$14M清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所79丹麥±8MvarSTATCOM（1997）背景：RejsbyHede風(fēng)電廠，40臺(tái)600kW風(fēng)機(jī)，24MW1.異步發(fā)電機(jī)消耗的無(wú)功隨輸出有功的變化而變化，受風(fēng)力影響較大，固定電容器很難勝任。2.與電網(wǎng)失去聯(lián)系形成孤島后，異步發(fā)電機(jī)處于自勵(lì)磁狀態(tài)，若并聯(lián)電容容量高于發(fā)電機(jī)電抗，引起機(jī)端過(guò)電壓。解決方案：±8MvarSTATCOM＋6MvarFC清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所80英國(guó)±75MvarSTATCOM（1999）背景：90年代中期，英國(guó)國(guó)家電網(wǎng)計(jì)劃在北方地區(qū)新建一座低成本燃?xì)怆姀S，分析表明這將增加流向南方的潮流，使得南方地區(qū)無(wú)功不足的問(wèn)題凸現(xiàn)。在增加南方地區(qū)無(wú)功補(bǔ)償?shù)恼w計(jì)劃中，位于倫敦北部的EastClaydon變電站加裝225Mvar的無(wú)功是重要內(nèi)容。英國(guó)已有12套移動(dòng)式SVC投入運(yùn)行，這次，出于節(jié)省用地和新技術(shù)應(yīng)用的角度，國(guó)家電網(wǎng)選擇了基于STATCOM的動(dòng)態(tài)無(wú)功系統(tǒng)。輸出 連續(xù)可調(diào)容量 0－+225Mvar接入電壓等級(jí)400kV(275kV)可移動(dòng)性 6個(gè)月內(nèi)可用率

98%英國(guó)國(guó)家電網(wǎng)對(duì)于動(dòng)態(tài)無(wú)功系統(tǒng)的要求：清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所81英國(guó)±75MvarSTATCOM（1999）STATCOM±75MvarHarmonicFilter23MvarTSC127Mvar237MVA400kV15.1kVGTOCONVERTER清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所82英國(guó)±75MvarSTATCOM（1999）清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所83英國(guó)±75MvarSTATCOM（1999）清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所84英國(guó)±75MvarSTATCOM（1999）清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所85美國(guó)±150MvarSTATCOM（2003）地理位置：康涅狄格州西南部，諾沃克－斯坦福地區(qū)電網(wǎng)，東北電力公司（NortheastUtility），格林布魯克變電站電網(wǎng)特點(diǎn)：人口密集區(qū)，以居民用電和商業(yè)用電為主，最高負(fù)荷可達(dá)1200MW起因：2000年夏天，發(fā)生一起雙回輸電線路倒塔故障（Double－CircuitTower），致使該地區(qū)電壓跌落致30－40％（故障中），故障后經(jīng)歷8－10秒才恢復(fù)至90％（大量空調(diào)負(fù)荷停轉(zhuǎn)或閉鎖）。雙回線路倒塔故障屬于東北電力協(xié)調(diào)委員會(huì)（NPCC）和新英格蘭電力區(qū)（NEPOOL）N－2導(dǎo)則之內(nèi)的擾動(dòng)。清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所86美國(guó)±150MvarSTATCOM（2003）115->230kV剛進(jìn)行一次改造（69->115kV），絕緣水平不夠；架空線路需重建，技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、時(shí)間上不可行。需要300Mva；正常運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)出現(xiàn)過(guò)電壓150MvarFC＋150MvarSTATCOM低電壓下能夠輸出額定容性無(wú)功（SVC不能）安裝占地少諧波性能優(yōu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快暫態(tài)容量高噪聲分貝小磁場(chǎng)強(qiáng)度低固定電容線路改造FACTS清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所87美國(guó)±150MvarSTATCOM（2003）無(wú)STATCOM，線路故障導(dǎo)致電壓低于0.6有STATCOM，故障后電壓在2秒內(nèi)恢復(fù)仿真結(jié)果清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所88美國(guó)±100MvarSTATCOM（2004）Holly電廠：美國(guó)德克薩斯州，奧斯汀電力公司，德州電力可靠性委員會(huì)（EROCT）容量：590MW，348Mvar。分4臺(tái)機(jī)組（以天然氣或石油為燃料），1958－1974陸續(xù)投運(yùn)。設(shè)計(jì)壽命30－40年。擾民：電廠位于居民區(qū)附近－90年代中期，電力公司花費(fèi)$5M用于建造隔音及絕熱設(shè)施。－1993、1994年發(fā)生兩起火災(zāi)，火災(zāi)引起附近居民的抗議。取締：－德州地區(qū)電力過(guò)剩，不遠(yuǎn)處正在新建一座低成本電廠。－＃1、＃2機(jī)組在2004年之前，＃3、＃4機(jī)組在2007年之前退役。清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所89美國(guó)±100MvarSTATCOM（2004）RMR電廠：（ReliabilityMustRun）－穩(wěn)定校核