动态电能质量综合控制技术研究及其应用可行性报告.ppt

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1、基于D-STATCOM的配网动态电能质量综合控制技术研究及其应用二00八年五月江西省电力科学研究院主要内容项目背景项目内容与意义项目实施方案与仿真已有基础与预期成果总结一、项目背景国外情况：1、阻抗型动态补偿装置如SVC等已大规模应用；2、上世纪90年代初美国电力科学研究院首先提出用户电力技术概念（即FACTS技术在配电系统中的延伸，又称为D-FACTS技术），其相关电能质量控制设备如APF和D-STATCOM等已逐步开始推广应用。1.1现有配网电能质量控制系统简介国内情况：1、补偿电容器和无源滤波器组应用广泛；2、SVC技术已发展较为成熟，进入推广应用阶段；3、APF和D-STA

2、TCOM等电流可控型D-FACTS装置仅有个别应用先例。1.1现有配网电能质量控制系统简介一、项目背景将电压源型逆变器经过电抗器或者变压器并联在电网上，直接控制其交流侧电流的幅值和相位，不仅实现快速动态调节无功的目的，而且可以对谐波电流也进行跟踪补偿。1.2D-STATCOM的基本原理一、项目背景1、补偿电容器和无源滤波器组能补偿固定容量的无功并滤除特定次数的谐波，技术成熟，投资相对较低，但占地面积大，易与系统发生谐振，无法实施动态补偿。1.3各项技术比较一、项目背景2、SVC及D-FACTS装置可自动实施动态双向调节，但技术相对复杂，投资较高。一、项目背景1.3各项技术比较SVC

3、D-STATCOM能量模式储能式非储能式占地面积无源器件多，占地面积较大占地较小（减小2/3到一半）响应速度20～40ms5ms运行范围谐波自身产生一定谐波，需配滤波器可同时进行低次谐波补偿原理特性阻抗补偿型装置，对系统参数较敏感电流可控型有源装置，对系统参数不太敏感输出特性调节阻抗，动态补偿无功调节电流，综合改善电能质量适用对象输电网和大中型用户配网中小型用户,闪变和谐波治理一、项目背景1.3各项技术比较闪变补偿效果与补偿容量和响应时间曲线近年来随着自身的发展和江浙一带高能耗企业的转移，大批小冶金和小钢铁的重负荷高污染企业导致配网电能质量下降，尤其是谐波和闪变问题。一方面该类企业

4、受市场影响时而关停时而恢复生产，另一方面由于规模和场地所限，该类企业往往不愿投资于大型电能质量设备或是由于种种原因治理设备不能及时投运，目前电力部门对此没有很好的对策，急需适合国情和省情的配网电能质量控制装置。一、项目背景1.4江西省的配网电能质量状况与需求为应对配网电能质量治理的需求，本项目拟研发并应用一种基于D-STATCOM的移动式单元化配网动态电能质量综合调节器，可灵活地应用于各处进行有效的电能质量治理。作为所申报的国网公司配网定制电力技术实验室的重要支撑，也可作为一个大型实验设备完成配网定制电力技术实验室的相关实验项目。一、项目背景1.5本项目研究开发的目的二、项目内容与

5、意义2.1项目研究内容与关键技术数学模型与数字仿真计算平台基于信号预测理论的参考信号检测算法复合控制策略及其DSP实现技术与固定补偿装置的综合优化设计方法移动式单元化的D-STATCOMD-FACTS设备的试验和现场调试规范2.2项目意义二、项目内容与意义从电力部门角度解决配网电能质量治理的难题推动国网公司配网定制电力技术实验室的建设为企事业单位的节能降耗工作做出贡献力争获取省部级奖励，推动新型电力电子技术在省内的发展与应用本项目研发的装置拟在樟树10kV配网上挂网应用，以解决樟树兴隆钢厂炼钢时电压闪变对同一母线上其他负荷的影响，尤其是对军用机场通讯设施干扰的问题。三、项目实施方案

6、与仿真3.1项目拟实施地点情况简介为进一步了解现场电能质量的具体状况，给项目设计提供指导，采用LEM1000电能质量测试仪进行测试。3.2现场电能质量测试情况闪变95%概率值：2.42国标限值：0.9三、项目实施方案与仿真3.2现场电能质量测试情况电流总畸变率95%概率值：17.2%总谐波电流95%概率值：37.2A三、项目实施方案与仿真3.2现场电能质量测试情况无功波动曲线95%概率值：2.11M波动范围：From:-0.1MTo:2.71M三、项目实施方案与仿真项目实施方案采用D-STATCOM而不用SVC，主要基于以下几个方面的考虑：3.3设计方案三、项目实施方案与仿真场地问

7、题谐波问题闪变问题现场工况问题所有权问题初步设计基准容量为±2MVar，移动式单元结构，风冷3.3设计方案三、项目实施方案与仿真一相中心线NeutralPhaseV+-V+-V+-V+-3.4系统仿真三、项目实施方案与仿真采用MATLAB_POWERSYSTEM软件搭建系统动态仿真平台，对装置投入与否进行对比仿真。工况一：D-STATCOM未投入工况二：D-STATCOM投入正常运行3.4系统仿真三、项目实施方案与仿真工况一工况二功率响应图3.4系统仿真三、项目实施方