基于STATCOM的無(wú)功補(bǔ)償對(duì)配電系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性作用研究.pdf

1、由于配電網(wǎng)直接與用戶(hù)相連，因此配電網(wǎng)電壓過(guò)高、過(guò)低、波動(dòng)都會(huì)對(duì)用電設(shè)備造成不良影響，嚴(yán)重時(shí)甚至可損害用電設(shè)備，從而給人們正常生產(chǎn)生活帶來(lái)較大影響。而且隨著電力需求的增長(zhǎng)，配電網(wǎng)負(fù)荷容量水平越來(lái)越高，沖擊性負(fù)荷的數(shù)量和容量也有了大幅增長(zhǎng)，致使配電網(wǎng)電壓跌落并伴隨電壓波動(dòng)閃變的問(wèn)題頻繁出現(xiàn)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致電壓失穩(wěn)事故，進(jìn)而給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)重大經(jīng)濟(jì)損失。因此保證配電網(wǎng)電壓穩(wěn)定具有重要的意義。靜止同步補(bǔ)償器(Static Synchronous C

2、ompensator,STATCOM)作為一種最新的并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償裝置，能夠快速地跟蹤補(bǔ)償動(dòng)態(tài)負(fù)荷，穩(wěn)定系統(tǒng)電壓，因此在配電網(wǎng)電壓穩(wěn)定方面具有重要理論和應(yīng)用價(jià)值。
　　本文首先介紹了STATCOM的基本原理，從理論上推導(dǎo)了STATCOM能夠增加負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行的區(qū)間，提高負(fù)荷接入點(diǎn)電壓水平。對(duì)包含典型沖擊性負(fù)荷感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和STATCOM的系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，證明STATCOM能夠穩(wěn)定負(fù)荷接入點(diǎn)的電壓并穩(wěn)定負(fù)荷運(yùn)行。
　　其次，為模擬沖

3、擊性負(fù)荷對(duì)配電網(wǎng)電壓的影響，提出一種改進(jìn)型電弧爐模型，該模型運(yùn)行時(shí)消耗無(wú)功功率劇烈波動(dòng)，能使接入點(diǎn)電壓劇烈波動(dòng)、閃變，可以真實(shí)反映沖擊性負(fù)荷對(duì)電網(wǎng)電壓的影響。為穩(wěn)定電弧爐接入點(diǎn)電壓，將該點(diǎn)電壓作為一個(gè)目標(biāo)狀態(tài)量，包含在建立的STATCOM非線(xiàn)性模型中；基于微分幾何理論對(duì)該模型進(jìn)行線(xiàn)性化；針對(duì)模型中含有一類(lèi)能量有限的不確定性擾動(dòng)，設(shè)計(jì)了魯棒H∞控制器。仿真結(jié)果表明，采用上述控制算法的STATCOM，與采用傳統(tǒng)控制算法相比，在穩(wěn)定電壓、提高

4、電能質(zhì)量上具有明顯優(yōu)勢(shì)。
　　再次，基于實(shí)際的配電網(wǎng)用戶(hù)側(cè)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)無(wú)功缺額較大且伴隨著電壓波動(dòng)的現(xiàn)象，雖然靜止無(wú)功補(bǔ)償器(Static Var Compensator,SVC)容量較大，能把電壓提升至參考值附近，但SVC動(dòng)態(tài)補(bǔ)償效果不好，無(wú)法抑制電壓波動(dòng)閃變；而STATCOM雖然能夠解決電壓波動(dòng)閃變等瞬時(shí)電能質(zhì)量問(wèn)題，但大容量STATCOM成本較高且運(yùn)行不夠穩(wěn)定，無(wú)法將電壓提升至理想水平。針對(duì)上述問(wèn)題，本文提出了利用小容量STA

5、TCOM配合大容量SVC進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆桨?，并給出了一種基于專(zhuān)家決策、有差斜率電壓調(diào)節(jié)、專(zhuān)家決策子系統(tǒng)結(jié)合模糊自整定的三層混合控制策略，該策略能夠合理地改變STATCOM與SVC的無(wú)功分配，讓SVC補(bǔ)償大部分的靜態(tài)無(wú)功，STATCOM僅補(bǔ)償小部分的靜態(tài)無(wú)功，保留了STATCOM較大的容量來(lái)補(bǔ)償動(dòng)態(tài)負(fù)荷需求的無(wú)功，實(shí)現(xiàn)了無(wú)功精確補(bǔ)償，同時(shí)也避免了SVC與STATCOM之間形成無(wú)功環(huán)流。所提協(xié)調(diào)控制策略的有效性在搭建的仿真平臺(tái)上得到了驗(yàn)證。