各种补偿装置的比较

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1、4.3.4各种补偿装置的比较1动态无功补偿效果和应用SVC/STATCOM可以提供动态无功功率用以保证交流电压以满足并网要求，可以在几个周波内对交流电压的变化做出相应。SVC/STATCOM的快速响应特性可以减少系统故障时风电场电压跌落，增强了风电场的故障穿越能力；抑制电网故障清除后的过电压，降低由过电压导致的风电场切机的风险。在正常运行方式下，恒功率因数控制的DFIG变速风电机组的运行特性与定速风电机组类似，只是无功功率需求量小于后者，所以采用SVC/STATCOM调解方案时，与用于图4-18中所示的定速风电机组风电场的调节效果相仿。SVC/STATCOM等动态无功补偿设备最大的优点在

2、于，电网故障期间可以提供快速无功支持，提高发电机机端电压，改善风电场暂态电压稳定性。而基于DFIG变速风电机组的风电场也可以通过充分发挥风电机组自身控制系统的作用，改善风电场的暂态电压特性。通过风电机组自身控制的作用不能满足系统要求时，采用SVC/STATCOM调节方案将具有更积极的作用。基于永磁直驱（PermanentMagnetSynchronous,PMG）变速风电机组的风电场与基于DFIG变速风电机组的风电场有近似的运行特性，可采用相同的无功电压调节方案。不过需要注意：PMG只与电网交换有功功率，基于PMG的风电机组与电网的无功功率交换由电网侧变流器完成，因此PMG发电机转速的变

3、化不会对风电场的暂态电压稳定性造成直接影响；电网短路故障可能导致变流器闭锁，并切除风电机组，为了保证电网故障后的不间断运行，需要动态无功补偿设备的快速无功支持。2SVC与STATCOM的不同特点1）无功功率特性在图4-13中，以补偿装置向系统输出的无功功率为负（即电感状态）时对应的电流为正，并有。当系统在SVC或STATCOM装设点对无功功率的需求在补偿装置的额定容量之内时，SVC与STATCOM在功能上无优劣之分。图4-13SVC与STATCOM的无功电流、电压特性对比SVC与STATCOM的差别主要体现在系统在无功补偿装置装设点对无功功率的需用超出其额定容量的情况。在此情况下，SVC

4、退化为电容器或电抗器，SVC装置输出的无功功率与系统电压的二次方成正比，也即其输出地无功电流与系统电压成正比，因此在电力系统电压降低时，SVC装置输出的无功功率会以与系统电压下降的比例而下降；而STATCOM退化为恒定电流源，STATCOM装置输出的无功功率与系统电压成比例，也即其输出的无功电流与系统电压无关，因此在电力系统电压降低时，STATCOM装置输出的无功功率会以与系统电压下降的比例而下降。所以在系统电压下降时，STATCOM装置吸收无功功率的能力比SVC强；而在系统电压升高时，STATCOM装置吸收无功功率的能力比SVC弱。在电力系统中，因为系统出现故障后的动态过程中主要出现的

5、问题是电压降低，因此STATCOM装置的无功功率特性比同容量的SVC装置更好，在提高风电场暂态稳定极限方面也比SVC更有利。图4-13示出了SVC和STATCOM的输出无功电流特性，图中，为补偿装置的参考电压。由图可见，当系统电压降低到一定值或升高到一定值后，SVC特性变成纯电抗特性，其输出的无功电流与系统电压成正比，而STATCOM受关断器件容量限制，其特性变成恒电流特性，即STATCOM装置产生最大的容性无功电流或感性无功电流。大量的仿真分析表明，在电力系统故障过程中，电压降低导致同容量的STATCOM装置的无功功率补偿能力相当于1.2-1.3倍容量的SVC装置的无功功率补偿能力。若

6、SVC和STATCOM容量相同且调节特性相同，则其对提高输电系统的静态稳定性作用也相同，换言之，对输电线路的最大传输功率的提高也相同。在提高暂态稳定极限方面，STATCOM比SVC能更有效的增加减速面积。1）阻抗特性SVC装置是电抗型的，接入电力系统后有可能改变源电力系统的阻抗特性，因此如果计划在电力系统中某些节点安装SVC装置，除了研究SVC装置投入后对提高系统安全稳定性的作用外，还必须详细研究系统在SVC装置接入系统前后阻抗特性的变化，防止SVC装置接入后因改变系统阻抗特性导致出现谐振，在SVC的工程实践中曾经出现安装SVC装置后系统出现谐振的例子。特别是电力系统安装多台SVC装置后

7、更容易出现谐振问题，因此必须予以考虑。而STATCOM装置为电压源逆变装置，投入系统后不会改变系统的阻抗特点，因此不存在谐振问题。1）谐振问题SVC装置中TCR部分由于晶闸管的非全开通必然产生谐波，因此SVC装置必须要安装额外的滤波器，而STATCOM装置通过合理设计可使逆变器输出的电压谐波含量较低，一般情况不需要安装额外的滤波器。2）响应速度由于SVC装置TCR部分采用的是不可关断晶闸管，因此一旦晶闸管导通，必须等电流过零才能自然