配電變一體化靜止同步補償器理論與技術研究.pdf

1、靜止同步補償器（STATCOM）技術是電力系統(tǒng)無功補償?shù)囊环N有效手段，具有補償性能好、動態(tài)響應速度快，運行范圍寬的特點，能對電力系統(tǒng)中的穩(wěn)定以及快速變動的無功負荷進行快速的補償，目前已得到越來越廣泛的應用。為實現(xiàn)對無功負荷的高效補償，研究無功補償裝置的拓撲結構和接入方式，優(yōu)化系統(tǒng)結構和電路參數(shù)，并根據(jù)其補償機理和數(shù)學模型提出行之有效的控制策略等，對STATCOM技術的研究而言具有重要的意義。本文將主要圍繞上述問題展開研究工作。
　

2、　 本文提出在電力系統(tǒng)高低電壓等級交匯點的配電變壓器處采用配電變一體化STATCOM（以下簡稱DT-STATCOM）的接入方式和技術，從而能對配電網(wǎng)負荷實現(xiàn)集中高效的無功補償。通過對DT-STATCOM系統(tǒng)的主電路拓撲結構、電路參數(shù)優(yōu)化等方面的研究，表明DT-STATCOM技術能有效地降低裝置的接入電壓，從而有利于選擇最優(yōu)的功率器件參數(shù)和主電路拓撲結構。通過多模塊協(xié)調和并聯(lián)運行方式，解決了提高裝置補償容量和降低系統(tǒng)損耗的問題。在主電路

3、結構上，提出利用配電變壓器的繞組抽頭接入漏感來充當裝置輸出濾波器的連接電感，節(jié)省了額外的后級電感，改善了濾波環(huán)節(jié)的設計，并依據(jù)一定的優(yōu)化原則得到DT-STATCOM主電路各參數(shù)的取值范圍。
　　 基于DT-STATCOM拓撲結構的特殊性，重點對DT-STATCOM通過配電變壓器抽頭接入方式進行無功補償?shù)墓ぷ鳈C理進行了闡述，并在基于等效電路建立了DT-STATCOM系統(tǒng)的輸入—輸出數(shù)學模型，從其數(shù)學模型出發(fā)，給出了基于功率平衡的電

4、流跟蹤控制方法。基于功率平衡的控制策略利用變壓器低壓負載側和高壓供電側的電氣量信息進行綜合計算構造補償電流指令，從原理上可適用于補償裝置不同的抽頭接入方式和接入位置，具有更好的適用性，同時也具有較好的電流動態(tài)跟蹤能力。
　　 為對DT-STATCOM系統(tǒng)的補償機理、穩(wěn)態(tài)和動態(tài)特性以及主電路結構參數(shù)進行仿真研究，基于MATLAB中的Simulink工具箱建立了DT-STATCOM仿真模型，通過系統(tǒng)仿真驗證了配電變一體化接入方式和基

5、于功率平衡的無功電流跟蹤控制方法的有效性，也促進了一體化結構系統(tǒng)主電路參數(shù)的優(yōu)化設計。
　　 在仿真研究的基礎上，建立了1.1MVA/10/0.4kV配電變壓器和DT-STATCOM模塊組成的動模實驗系統(tǒng)，進行了DT-STATCOM系統(tǒng)空載損耗檢測試驗，試驗結果表明，DT-STATCOM系統(tǒng)空載損耗檢測值低于配電變壓器額定容量的1％，滿足課題提出的損耗技術指標要求。
　　 最后，本文對上述研究工作做了總結，指出了下一步需