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由图2可以看出:
a)当系统发生近端故障时(电网电压小于0.5),STATCOM由电压控制变为零无功控制;当电网电压大于0.5时(认为故障切除,电压开始恢复),立即恢复电压控制,加速电网电压的恢复。
b)当系统发生远端故障时(电网电压大于0.5小于0.9),STATCOM放开±300Mvar暂态无功输出限幅,最大能力地释放动态无功储备。
c)当系统电压恢复到0.9~1.1,并持续100ms,STATCOM无功限幅逐渐减小至±40Mvar稳态输出限幅,开始进行无功储备。
可见,故障点距离STATCOM电气距离远,且故障类型不接地,受控母线电压跌落幅度小、速率慢,STATCOM不易进入暂态模式。针对此类“远端不接地”故障集的STATCOM动态无功储备有限,±300Mvar的装置最大容量不易释放。相反地,若STATCOM近区发生故障,受控母线电压跌落幅度大、速率快,STATCOM易进入暂态模式,瞬间调出±300Mvar最大无功储备。
由上述分析可知,系统遭受扰动下的受控母线电压跌落特性是决定STATCOM有效动态无功储备的关键因素。但是,大电网的故障形式多样,不同故障集对应的电压跌落特性也各有不同,故认为这部分影响因素为不可控部分。
2.2.2装置级影响因素
STATCOM装置在异常工况尤其是三相电压不平衡时的运行区域是决定STATCOM稳定运行的根本性因素。受控母线电压严重突降或电压三相不平衡都有可能导致STATCOM装置本体直流侧电容过压或环内阀组过流,进而装置闭锁,退出运行。STATCOM在稳、暂态模式切换过程中发生的过流和超调是在装置控制器参数设定过程中需要格外注意的问题。制约STATCOM有效动态无功因素归纳结果如图3所示。
图3STATCOM无功释放制约因素
3结论
a)由于电网发生电压崩溃的主要原因是缺乏容性动态无功、电压跌落,因此大多数场合STATCOM的动态无功储备方向应为容性。
b)为留出尽可能多的动态无功储备,一般需要投入站内并联电容器组,该类设备在电压跌落时输出无功按平方关系递减。因此,在有条件的场合,稳态时应尽可能把变电站母线电压调到较高的水平。
c)优化控制器参数,减小稳态模式切换到暂态模式时的过渡过程的过流和超调。
d)STATCOM应针对非对称工况设计合理的电流控制策略,防止由于电网电压不平衡引起装置过流及闭锁。
延伸阅读: 【干货】配电系统无功补偿技术
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