SVG电压控制特性说明

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1、静止同步补偿器电压调节控制特性说明张皎静止同步补偿器是一种由并联接入系统的电压源换流器构成的动态无功补偿装置，又简称为STATCOM或SVG。其输出的容性或感性无功电流连续可调，其输出无功电流在可运行电压范围内与系统电压无关，具有良好的无功控制能力。一、SVG主要控制方式简介静止同步补偿器目前广泛用于新能源接入领域，用于校正功率因数、稳定电压和提高风机或光伏变流器低电压/高电压穿越能力。静止无功补偿装置的控制模式主要分为如下几种：恒无功控制模式、无功控制模式和电压控制模式等基本控制模式，主要的控制模式说明如下：1、恒无功控制模式通过闭环控制，使链式STATCOM运行在给定无功

2、功率状态的控制模式。此模式主要应用于设备调试、检修或功能特性测试时，当特殊情况下需要手动指定输出无功的时候也可使用此模式。2、电压控制模式通过闭环控制，使考核点电压维持在设定水平的控制模式，是SVG连续运行控制的基本模式之一。73、无功控制模式使负荷的无功量与SVG输出无功之差维持在一个规定的范围内的控制方式，即总无功不超过一个定值，这个值根据系统要求确定，称为调节死区。4、电压无功联合控制方式以上电压控制方式和无功控制方式是控制器的基本控制模式，电压和无功可以单独控制也可联合控制，或加权联合控制。一般采用在调度预先确定的电压合格范围内（如在设定电压的-3%～+7%或-5%～

3、+5%）采用无功控制方式，以降低与电网的无功交换，提高功率因数，降低网损；在超过此电压范围时，则转入电压控制，用于电压稳定，提高风场电压穿越能力。5、AVC控制模式AVC控制模式是SVG设备接受AVC控制指令输出（无功或电压指令）的控制模式。当同一风场内存在多套动态无功补偿设备时，应采用AVC协调各套无功补偿设备输出，AVC应下发无功控制指令，若下发电压控制指令，会造成不同无功补偿装置输出不均衡或输出震荡。二、SVG电压控制说明SVG进行电压控制的VI特性曲线见下图1。图中向右上方倾斜的线表示SVG输出无功与目标电压的关系，SVG装置实际运行时，此线上的每一个点均代表实际的运

4、行状态所对应的电压与无功功率（或无功电流）。从图中还可见倾斜的线自下而上有多个，分别代表不同的设定电压参考值Vref。Vref在运行中可以实时设置，设置范围7一般为0.90p.u.～1.10p.u.。图1SVG的U/I特性图中：——额定容性电流；——额定感性电流；V2——在额定容性电流时的被控电压；V1——在额定感性电流时的被控电压；Vref——参考电压；SVG的电压控制斜率可按下列公式计算：式中：——感性斜率；——容性斜率。总斜率=（+）。SVG的VI特性曲线的斜率非常重要，它是倾斜向上的，7即SVG输出感性无功时电压升高，输出容性时电压降低。电网系统的电压电流特性曲线是一

5、个向下倾斜的线，即当带感性负载的时候电压降低，带容性负载的时候电压升高，这个斜率于系统短路容量相关，短路容量越大，则特性曲线越平，短路容量越小，则特性曲线越倾斜。系统特性见下图2所示。图2SVG与系统的VI特性SVG曲线与纵坐标轴的交点即为参考电压Vref，系统曲线与SVG曲线的交点就是SVG装置的实际工作点。以上图2为例，当系统斜率与SVG斜率不变的情况下，系统电压发生变化（图中三条虚线代表不同的系统电压，A电压最高，C电压最低）时，SVG的实际输出发生了变化，即系统电压越高，输出感性越大（QSVG-C），反之输出容性越大（QSVG-A）。由以上解释可知，SVG的特性曲线斜

6、率越大，SVG在容量输出范围内的电压偏差将越大；反之，SVG的特性曲线斜率越小，SVG在容量输出范围内的电压偏差将越小。不同SVG斜率情况参见下图3。7图3SVG不同斜率的工作点比较从图3可知，在系统电压高于Vref时，Kslope较大，SVG输出容性容量较小（QSVG-A），Kslope较小时，SVG达到满容量输出的极限（QSVG-C）。以Vref=112kV，实际系统电压为115kV为例，当设置Kslope=5%时，SVG装置实际输出容量计算如下（Qn为SVG额定容量）：当设置Kslope=1%时，SVG装置实际输出容量计算如下：由以上计算得知，当设置Kslope=5%时

7、，装置输出53.6%的容量，当设置Kslope=1%时，装置将100%满容量输出，进入输出饱和状态。从以上计算看来，当设置较小的Kslope时，会有更好的电压控制精度。但是过小的Kslope将带来如下问题：1、由于系统电压的极小幅度（如1%）变化，都将使SVG装置进入满容量运行的饱和状态，则在多数情况下，SVG失去了对电压波动进行抑制的能力；2、7若系统电压在设定电压Vref上下小幅度变化，则SVG装置将快速频繁在满容性饱和输出到满感性饱和输出之间震荡，站内低压侧母线（35kV侧）快速频繁变化，对系统稳