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500kV桂林变电站无功补偿装置的经济运行研究

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500kV桂林变电站无功补偿装置的经济运行研究

作者：刘彬广西大学

学位级别：硕士

500kV桂林变电站地处广西北部的桂林市郊区,是南方电网“黔电东送”通道上的重要节点。在2009年,南方电网在桂林站实施了直流融冰兼SVC装置工程,该直流融冰装置可以满足桂林变电站所有500kV和220kV出线的融冰需要。融冰装置在不承担融... 详细信息

500kV桂林变电站地处广西北部的桂林市郊区,是南方电网“黔电东送”通道上的重要节点。在2009年,南方电网在桂林站实施了直流融冰兼SVC装置工程,该直流融冰装置可以满足桂林变电站所有500kV和220kV出线的融冰需要。融冰装置在不承担融冰工作时,通过拓扑结构转换,可以转为静止无功补偿器(SVC),对系统无功功率进行快速补偿,以保持电压的平稳性。但在实际运行中,装置在SVC方式运行时,由于SVC的晶闸阀组长期大电流运行,从而导致该装置的损耗较大,运行的经济性能指标欠佳;另外,桂林站35kV母线上接有电容、电抗等补偿设备,它们与接在220kV母线上SVC之间如何合理分配无功份额,以降低变电站设备损耗也是一个待研究的问题。因此有必要对直流融冰兼SVC装置的经济运行特性进行研究,通过研究结果,合理安排桂林站SVC的运行方式,达到变电站节能降耗运行。SVC作为无功补偿设备、能减少系统的的有功损耗,但对它自身运行经济性的分析研究还不多,本文将在SVC自身的损耗模型、SVC对电网经济运行的影响、以及SVC与低压电容/电抗的协调运行降低损耗方面进行研究,对比SVC投运前后变电站各项经济运行指标,评估不同运行方式下对变电站经济运行的影响,为管理部门更合理地安排SVC的运行方式提供参考依据。本文对含有SVC和低压电容/电抗的500kV的桂林变电站的仿真分析采用两种方式,一是用电力系统分析软件BPA软件对桂林变电站及局部等值电网做稳态仿真,以便分析计算电网运行指标;另一方面由于SVC是一个动态补偿元件,本文还在PSCAD仿真平台上建立了SVC及桂林变电站仿真模型,对SVC的损耗特性进行动态仿真。根据仿真结果,制定了SVC装置和低压电容/电抗之间较为合理的运行方式,有效降低变电站的运行损耗,对生产运行有一定的指导作用。

关键词：直流融冰晶闸管投切电容器静止无功补偿器无功运行方式损耗

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智能低压TSC动态无功补偿装置的研究

智能低压TSC动态无功补偿装置的研究

作者：吕晓洁西安科技大学

学位级别：硕士

在电力系统中,无功功率是影响电网稳定的一个重要因素,它关系到整个电力系统能否安全稳定的运行,无功补偿是保证电力系统高效可靠运行的有效措施之一。基于国内电力市场的需求现状,考虑到无功补偿的实现条件和经济适应性,研制出了一种基... 详细信息

在电力系统中,无功功率是影响电网稳定的一个重要因素,它关系到整个电力系统能否安全稳定的运行,无功补偿是保证电力系统高效可靠运行的有效措施之一。基于国内电力市场的需求现状,考虑到无功补偿的实现条件和经济适应性,研制出了一种基于DSP TMS320LF2407A控制的TSC型低压动态无功补偿装置。该装置以实时的电网监测数据为依据,以低压网的最佳无功补偿为对象。本文主要研究了TSC无功补偿的基本原理,无功补偿的控制方式和原理,以及控制器的软、硬件的设计。在硬件设计方面,由DSP TMS320LF2407A作为主控制器,能够实现自动采样计算、无功自动调节、故障保护、数据存储等功能,具有比传统的单片机控制运算速度高,实时性好的特点。采用晶闸管控制投切电容器,完全实现了电容器的快速,无弧,无冲击投切,具有优良的性能。在软件上,采用C语言和汇编语言混合编程,遵循模块化设计原则,提高了系统的通用性和维护的简易程度。在投切原则上,与常见的功率因数控制方案相比较,采用电压无功复合控制,避免了轻载投切振荡,使无功调节更为合理。为了实现装置应具有的功能,本文设计并制作了较为完整的控制电路及其外围设备的硬件电路。它们包括触发电路、采样电路及通讯电路等。文中设计编写了整个控制系统的控制程序,给出了控制软件的结构框图。在本文中,还设计了电容器保护电路,以及装置在电网谐波含量超标时采取的保护措施。实验结果表明,本装置软硬件设计合理,控制方法可行,系统运行可靠,达到了预期的目的。

关键词：无功补偿晶闸管投切电容器数字信号处理器过零触发

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电气化铁道动态无功补偿的研究

电气化铁道动态无功补偿的研究

作者：亢佳增内蒙古大学

学位级别：硕士

随着铁路发展不断推进,电气化铁路已进入全面建设和使用时期,牵引供电系统功率因数是衡量电能质量的重要标准之一。电气化铁道供电系统的谐波含量多,功率因数低下,其单相独立性又在电力系统中造成负序电流。无功、负序和谐波成为电气化... 详细信息

随着铁路发展不断推进,电气化铁路已进入全面建设和使用时期,牵引供电系统功率因数是衡量电能质量的重要标准之一。电气化铁道供电系统的谐波含量多,功率因数低下,其单相独立性又在电力系统中造成负序电流。无功、负序和谐波成为电气化铁道日趋严重并急需解决的问题。电气化铁道三相变两相的特殊供电方式和特殊的负荷情况,极易造成大量的谐波和无功功率,·严重影响供电电网的电能质量,同时也影响自身的正常运行。本文研究了电气化铁道动态无功补偿方案中晶闸管投切电容器(TSC)的基本原理、分类、主电路形式。并针对牵引供电系统无功功率产生的特点,选用晶闸管投切电容器(TSC)来进行无功补偿,通过控制晶闸管的触发角来控制感应电流,达到补偿无功功率的目的。并用MATLAB仿真出结果,通过比较选出最优的触发角,以提高牵引供电系统的功率因数。并研究了晶闸管投切电容器(TSC)控制系统的组成及功能,为该动态补偿方案的实现提供了可以借鉴的较好尝试。

关键词：电气化铁道无功补偿晶闸管投切电容器固定电容器功率因数

基于TSC+STATCOM无功补偿的控制策略研究

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基于TSC+STATCOM无功补偿的控制策略研究

作者：严春平中南大学

学位级别：硕士

电网无功功率不平衡将导致系统电压的巨大波动,严重时会导致用电设备的损坏,出现系统电压崩溃和稳定破坏事故。TSC是目前广泛使用的无功补偿方式,具有结构简单、费用较低的优点;而STATCOM具有优越的动态性能。将两者结合起来,在满足所... 详细信息

电网无功功率不平衡将导致系统电压的巨大波动,严重时会导致用电设备的损坏,出现系统电压崩溃和稳定破坏事故。TSC是目前广泛使用的无功补偿方式,具有结构简单、费用较低的优点;而STATCOM具有优越的动态性能。将两者结合起来,在满足所需动态性能的前提下,将部分容量的STATCOM用TSC取代,从而能在整体上降低成本。论文首先介绍了TSC及STATCOM的基本结构和原理,建立了STATCOM的数学模型,对稳定性进行了分析,并讨论了STATCOM抑制自身谐波的方法。其次,在分析TSC和STATCOM各自的特点后,确定了整体控制策略:TSC以无功功率为主要控制目标,而STATCOM则以电压为主要控制目标;大部分无功功率由TSC补偿,STATCOM主要补偿动态变化部分。具体设计TSC+STATCOM的控制方法时,对TSC从传统的九区图控制法出发,针对其缺点所在,采用了模糊控制的控制方法;对STATCOM从其工作原理出发,进行数学模型的推理后,采用了电流的间接控制。在MATLAB/SIMULINK环境下对TSC+STATCOM进行了仿真研究。运用模糊逻辑工具箱对TSC模糊控制系统进行了设计,仿真结果验证了该控制算法的有效性,能增加系统的稳定性,减少电容器动作的次数。通过SIMULINK建立了TSC+STATCOM的仿真模型,对仿真波形图进行了分析,结果表明TSC+STATCOM无功补偿在提高功率因数、抑制自身谐波含量、稳定系统电压等方面均能满足要求,显示出该无功补偿方式具有较大的应用价值。

关键词：无功补偿晶闸管投切电容器模糊控制静止同步补偿器

基于APF与TSC的无功与谐波动态混合补偿装置研究

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基于APF与TSC的无功与谐波动态混合补偿装置研究

作者：陈诗澜浙江大学

学位级别：硕士

随着电力电子装置广泛应用于工业和民用场合,电网被注入了大量无功功率和谐波电流。电网无功功率和谐波电流的存在会给电网的安全稳定运行带来巨大隐患。很多高精度的负载装置在受到电网扰动时不能稳定运行,同时由于电能质量问题引起的... 详细信息

随着电力电子装置广泛应用于工业和民用场合,电网被注入了大量无功功率和谐波电流。电网无功功率和谐波电流的存在会给电网的安全稳定运行带来巨大隐患。很多高精度的负载装置在受到电网扰动时不能稳定运行,同时由于电能质量问题引起的事故也日益增多,造成了大量的经济损失。因此,用电用户对电网电能质量,尤其是电网无功补偿提出了更高的要求。近年来各种电网无功与谐波治理装置得到了越来越广泛的重视。在此背景下,本文设计了一种基于APF与TSC的无功与谐波动态混合补偿装置(TAPF),建立了其通用数学模型,从定性和定量的角度分析比较了 TAPF在电流源型非线性负载下采用不同电压、电流采样点时的谐波消除机理和优缺点。分析比较了电网参数波动对采用不同电压、电流采样点时TAPF的性能影响。最后,设计了 TAPF的硬件平台,并对硬件设计的一些特点和需要注意的事项进行了讨论。通过前文分析对比,本文提出了负载电流检测和双电流检测下TAPF的数学模型及其稳定影响因子。分析对比了两种电流检测情况下TAPF的稳定性和补偿特性。重点分析了双电流检测时TAPF的两大稳定影响因子:TSC电抗率和APF谐波补偿率。在此基础上,本章设计了一种利用TSC电抗率和APF谐波补偿率的复合稳定算法。电流跟踪是TAPF控制的核心环节,为此本文设计了 TAPF的电流跟踪控制方法,对于负载谐波电流采用同步旋转坐标下的PI和谐振控制控制器并联跟踪控制,即PI-RES控制器。PI-RES控制器的每一个谐振控制器可以控制相对应的静止坐标下的两种谐波分量,其动态性能良好,跟踪精度高,提高了系统的效率。为了在无功功率变化的暂态过程中稳定控制晶闸管投切电容器(TSC),使其与有源电力滤波器(APF)配合精确补偿负载无功功率,本章分别给出了两种电流检测情况下的TAPF指令信号计算方法。特别地,针对双电流检测情况本章提出一种基于离散与连续混合多变量决策的TAPF控制方法。

关键词：无功补偿谐波治理有源电力滤波器晶闸管投切电容器稳定性分析 PI-RES控制混合投切算法

基于瞬时无功功率理论的DSP型TSC控制器

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基于瞬时无功功率理论的DSP型TSC控制器

作者：杨勇西安理工大学

学位级别：硕士

无功功率是影响电压稳定的一个重要因素,它关系到整个电力系统能否安全稳定的运行。由于工业企业存在大量低功率因数、冲击性负载,导致大量无功的产生;同时,随着电力电子技术的发展,在工业领域内大功率的电力电子设备得到广泛运用,然而... 详细信息

无功功率是影响电压稳定的一个重要因素,它关系到整个电力系统能否安全稳定的运行。由于工业企业存在大量低功率因数、冲击性负载,导致大量无功的产生;同时,随着电力电子技术的发展,在工业领域内大功率的电力电子设备得到广泛运用,然而,由于电力电子设备的非线性特性,运行时又会产生大量谐波,因此,如何将无功补偿与谐波抑制同时进行考虑,是未来无功补偿技术领域的重要研究课题之一。本文介绍了功率理论的发展,以及常用的无功补偿方式的原理和特点,同时重点介绍了瞬时无功功率理论以及以此为基础的TSC无功补偿控制器。在硬件方面,本文设计了基于LF2407A DSP芯片的TSC控制器、控制器外围电路及主电路三大模块。在软件方面,本文包括数据采集软件、控制投切算法、触发控制软件三部分。其中着重介绍了无冲击电流投入电容的设计思路,得出了一个好的电路。软件仿真和样机实测结果表明,这种TSC装置在提供动态无功功率补偿和减小冲击涌流方面具有优良的性能。

关键词：晶闸管投切电容器数字信号处理器无功功率补偿无冲击涌流投入

基于10 kV高压自取能光电触发TSC装置的延时触发角谐波分析

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电源学报 2017年第4期15卷 138-142,149页

作者：关寒星曾光西安理工大学自动化与信息工程学院西安710049

高压晶闸管投切电容器(TSC)无功补偿装置作为传统高压无功补偿装置在高压领域应用较为广泛,但因其晶闸管全导通时阀组端电压为0,无法从阻尼回路中取能用于晶闸管触发,故自取能光电触发电路一直是研究攻克的难点。为解决这一难题,自主研... 详细信息

高压晶闸管投切电容器(TSC)无功补偿装置作为传统高压无功补偿装置在高压领域应用较为广泛,但因其晶闸管全导通时阀组端电压为0,无法从阻尼回路中取能用于晶闸管触发,故自取能光电触发电路一直是研究攻克的难点。为解决这一难题,自主研制了一套基于自取能光电触发10 kV高压TSC装置,通过延迟一定的触发角度实现晶闸管触发电路的自取能。但TSC与TCR不同,当存在延迟角时必然会因du_c/dt的影响引起冲击电流,造成触发脉冲的紊乱。因此,为了抑制冲击电流,在实际使用中必须配置电抗器。通过理论和仿真分析了TSC触发脉冲延迟角及电抗器与谐波含量的关系。

关键词：自取能晶闸管投切电容器触发角延迟谐波

动车试验线牵引供电三相平衡补偿装置的系统设计

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大功率变流技术 2010年第5期 38-44页

作者：蒋家久陈志博沈辉王才孝南车株洲电力机车研究所有限公司湖南株洲412001

动车试验线电压由10kV升压供给25kV单相牵引负荷,供电电源采用SVC动态无功补偿的三相平衡补偿系统。本文介绍了该系统的平衡补偿原理、补偿装置构成、装置参数选择及平衡控制,探讨了系统稳定性问题,并通过仿真对TSC电路参数进行了优选... 详细信息

动车试验线电压由10kV升压供给25kV单相牵引负荷,供电电源采用SVC动态无功补偿的三相平衡补偿系统。本文介绍了该系统的平衡补偿原理、补偿装置构成、装置参数选择及平衡控制,探讨了系统稳定性问题,并通过仿真对TSC电路参数进行了优选。该系统补偿方式新颖,性能优良。

关键词：三相平衡补偿牵引变压器晶闸管投切电容器晶闸管投切电抗器

基于STATCOM与TSC混合无功补偿系统的设计仿真

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机械设计与制造工程 2015年第7期44卷 28-34页

作者：薛博文西安铁路职业技术学院电气工程系陕西西安710016

根据TSC能够提供大容量的容性无功容量,实现无功功率的粗略补偿,STATCOM能够提供小容量的感性与容性无功容量,实现无功功率精确补偿思想,设计了基于STATCOM与TSC协同运行的混合无功补偿装置。首先提出了混合无功补偿系统的电路结构,通... 详细信息

根据TSC能够提供大容量的容性无功容量,实现无功功率的粗略补偿,STATCOM能够提供小容量的感性与容性无功容量,实现无功功率精确补偿思想,设计了基于STATCOM与TSC协同运行的混合无功补偿装置。首先提出了混合无功补偿系统的电路结构,通过选择TSC支路结构、电容器分组方法与STATCOM间接电流控制策略制定了该装置的工作方案。接着通过对TSC电容器、电抗器与晶闸管的参数选择,设计了总控制器控制方案。最后搭建了TSC+STATCOM装置的控制模块与主电路,对TSC+STATCOM装置投运电网系统前后进行了仿真,仿真结果验证了TSC+STATCOM无功补偿装置在提高功率因数、抑制自身谐波含量、稳定系统电压等方面均能达到理想的效果。

关键词：静止同步补偿器晶闸管投切电容器混合无功补偿装置系统仿真