第七章电能质量监测与控制-监测与控制讲义.ppt

* 中正--電力品質實驗室 * * 中正--電力品質實驗室 * * 中正--電力品質實驗室 * * 中正--電力品質實驗室 * * 中正--電力品質實驗室 * * 中正--電力品質實驗室 * * * 中正--電力品質實驗室 * * 中正--電力品質實驗室 * * Hybrid PQC实验测试结果—3 补偿前后电流波形（12A/格） 谐波电流总畸变率约由补偿前的42%下降到补偿后的约4.5%， 补偿效果达89%。 混合有源补偿技术 —3个突出技术特点 装置容量为被补偿负荷容量的7%左右（常规APF为25%左右），设备成本大大降低。 直流电压只需调节到0.35~0.9倍相电压峰值（常规 APF为3~4.5倍），开关频率明显减少。 仿真和实验结果证明，对非正弦畸变分量有效抑制，谐波补偿率达70-80%以上。 注：总补偿电流 = 380V/120A—混合电力滤波与无功补偿装置图片 STATCOM与SVC的比较 Slow VARs 1st Generation Mechanically Switched Devices Thyristor Controlled Components 2nd Generation VSC Technology GTO, IGBT, IGCT 3rd Generation Fast VARs 开关延时 2 - 3 周波 1周波以内 响应时间 应用较为成熟，目前应用较多 自身产生较大谐波，需无源滤波器配合 响应速度慢（2～3个周期） 对快速的冲击负荷补偿效果较差 TCR只提供感性无功，容性无功需FC或TSC 电容器组提供；占地大 基于可控器件的VSC技术 谐波性能好，不需无源滤波器 响应速度快（20ms以内） 对快速的冲击负荷补偿效果好 可提供双向无功，占地较小 输出无功电流与系统电压无关 UC US Uc Us UL UC US时, I 为容性 I t UC US t US UC UL UC US 时，I 为感性 UL I US UC UL I UC US 逆变器输出电压与系统电压同步且同相位，则流过连接线的电流仅为纯无功电流，它滞后电抗器压降90度。 因此，相对于系统电压可发出容性或感性无功功率。 STATCOM 基本工作原理 50Mvar STATCOM主电路 多重化变流器 三电平变流器 器件直接串联 谐波较大 dv/dt大 绝缘要求高 变压器隔离 链式逆变器 变压器占地大，成本高 无冗余运行能力 磁非线性导致过电压和过电流 绝缘由变压器承担 具有冗余运行能力 各逆变单元可共用直流电容 变压器较复杂 绝缘由变压器承担 链式结构逆变器 无多重化连接变压器，减小了占地面积，降低了装置成本 在系统受到扰动时，可以分相进行控制以便更好地提供电压支撑作用 采用冗余功率模块，提高了装置可靠性 避免了多重化逆变变压器激磁回路中剩磁及饱和非线性化导致的装置过电压和过电流 U + - 输出电压 +U -U 0 U + U + U + 3U 2U U 0 -U -2U -3U 输出电压 三个逆变单元的单相链式逆变器 50Mvar STATCOM构成 基于IGCT的50Mvar 链式逆变器主电路 50Mvar STATCOM是国际上首台采用IGCT器件的MVA级链式STATCOM装置 分层分布式监控系统的主界面 50Mvar 链式STATCOM实物 500kV/35kV, 200Mvar STATCOM 国家科技支撑电力电子重点项目之一，近期将投入广东东莞示范工程。这将是世界最大容量的STATCOM. 基于电力电子装置的有源电压补偿方法 ～ （ （ （ （ （ （ （ （ （ （ （ （ ＋ － · · · Vs 动态电压恢复器（Dynamic Voltage Restorer）中三相换流器在电网电压发生突变（如凹陷、凸起、波动与闪变等）偏离额定正弦电压波形瞬时值时，控制换流器的通断状态，产生所需填补的瞬时电压波形，并串联加入电网，使负荷侧近似保持为正弦波形额定电压。 将上述串并联两种方式相结合，可构成电压和电流同时补偿的统一电能质量调节器UPQC。 电网电压 系统电源 用电负荷 DVR换流器 串补变压器 否 凹陷 发生 不补偿 启动补偿并校正 是 否 是 电压 均方 根值 计算 利用 与给出 补偿信号 给出全 补偿信号 3-2变换 LPF LPF 幅值 相位 计算 超出补 偿能力 构造 三相 电压暂降缓解检测原理图 动态电压恢复器（DVR）实验记录与图片 图5所示为电源电压出现30%左右凹陷时的补偿效果。由于补偿前向通道采用了瞬