配電變一體化靜止同步補償器理論與技術(shù)探究

薛臣

摘 要 隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，國家電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模也在不斷的擴大。在電網(wǎng)建設(shè)的過程中，電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定和無功補償問題一直以來都是電力系統(tǒng)研究的重點問題，也是保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要影響因素。近年來，我國電力系統(tǒng)發(fā)生的一些事故，給人們的經(jīng)濟財產(chǎn)以及人身安全造成了損失，其主要原因就包括電壓不穩(wěn)定和無功功率儲備不足，因此，加強對配電變一體靜止同步補償器的研究具有重要意義。

關(guān)鍵詞 配電變一體化結(jié)構(gòu)；靜止同步補償器；理論；技術(shù)

中圖分類號：TM714 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）20-0001-01

進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國的經(jīng)濟和工業(yè)都在快速的發(fā)展，對電力系統(tǒng)無功需求也越來越高，線路和設(shè)備容量無功耗損增大，這對電力系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性、電力系統(tǒng)的無功儲備以及電力系統(tǒng)的無功補償能力都提出了更高的要求。靜止同步補償器作為電力系統(tǒng)無功補償?shù)囊环N有效技術(shù)，運用于電力系統(tǒng)對于提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，實現(xiàn)快速變動無功符合補償具有重要意義。本文主要論述了配變電一體化結(jié)構(gòu)和靜止同步補償器技術(shù)，配電變一體化結(jié)構(gòu)補償機理和控制策略。

1 配電變一體化結(jié)構(gòu)與靜止同步補償器的結(jié)構(gòu)設(shè)計

配電變一體化結(jié)構(gòu)與靜止同步補償器的結(jié)構(gòu)結(jié)合可以實現(xiàn)對同類符合的高校集中補償，有效的提高出廠裝置的性能家和比，降低靜止同步補償器系統(tǒng)的整體耗損。在高低電壓交匯點補償，可以有效的實現(xiàn)系統(tǒng)集中監(jiān)測和負(fù)荷分散協(xié)調(diào)補償?shù)慕Y(jié)合，同時，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，安裝起來也比較的便利?；诖?，本文提出了變電一體化的概念，將變電一體化無償補償裝置與配電網(wǎng)的10KV/400V的配電變壓器進(jìn)行一體化的結(jié)合，設(shè)置相應(yīng)的一體化方式。其設(shè)計方案主要有以下兩種。

1）一次繞組中部抽頭一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計。

配電變壓器一次側(cè)三角連接繞組采用的中部抽頭結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。

圖1 一次側(cè)繞組中部抽頭一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)圖1可以看出，在這種抽頭設(shè)置方式下，隨著一次側(cè)繞組上抽頭位置的變化，電壓能在5 kV到10 kV可以實現(xiàn)連續(xù)的調(diào)節(jié)，獲得最小抽頭線電壓的為一次側(cè)輸電壓的一半，通過這樣的方式接入靜止同步補償器在，降低二來變流器電力電子公路器件的耐壓要求。

2）一次繞組多抽頭一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計。

為了實現(xiàn)三角形繞組抽頭的雅典在耕地的范圍內(nèi)實現(xiàn)可調(diào)，本文研究了一次側(cè)繞組多抽頭一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 一次側(cè)繞組多抽頭一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計

通過對圖2結(jié)構(gòu)的分析可以得出，在這種一次側(cè)繞組多抽頭一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計下，抽頭上的電壓和一次側(cè)繞組上抽頭位置的變化，可以實現(xiàn)0 V到5 V電壓的連續(xù)調(diào)節(jié)。相對于圖1的設(shè)計來說，圖2的設(shè)計更有利于降低電力變流器的耐壓要求。

2 配電變一體化結(jié)構(gòu)補償機理和控制策略

1）配電變一體化結(jié)構(gòu)補償機理。

靜止同步補償器補償無功功率的機理是通過檢查系統(tǒng)中負(fù)荷所需的無功電流或者無功功率，再通過一定的控制手段使得靜止同步補償器輸出一定的幅值和相應(yīng)的無功電流，從而可以達(dá)到補償負(fù)荷所需要的無功，實現(xiàn)提高電源測線路功率因素的目的。

2）配電變一體化靜止模型的建立。

當(dāng)把配電變一體化靜止模型用于電力系統(tǒng)時，其動態(tài)特性就會和系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)、參數(shù)和特性之間相互作用，就決定了補償裝置的工作狀態(tài)和補償功能，同時，這種相互作用也會影響到電力系統(tǒng)工況。因此，面對這種情況，要建立起與靜止同步補償器相結(jié)合的物理模型和數(shù)學(xué)模型，便于配電變一體化靜止模型系統(tǒng)的控制策略。為了便于分析，取頂點A上的繞組三角形作為研究的對象，并得出物理的物理模型和數(shù)學(xué)模型本文不做詳細(xì)闡述。其分析的結(jié)果表明，在配變電一體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)工作的過程中，補償裝置注入的無功電流與負(fù)荷無功電流分別在配電變壓器的兩端，電流在幅值上和相同位置上都是不同的，因此，該系統(tǒng)要引入功率平衡的概念，根據(jù)測出的無功功率和補償接入點電壓構(gòu)造出無功電流的指令值，當(dāng)系統(tǒng)的實際輸出電流跟蹤該指令值的時候，就能保證其補償功率和負(fù)荷所需的無功功率保持平衡。

3 總結(jié)

本文從目前電力系統(tǒng)中靜止同步補償器的應(yīng)用現(xiàn)狀和存在的問題出發(fā)，提出了在配電網(wǎng)高電壓和低電壓的交匯處的配電變壓器處安裝靜止同步補償器，實現(xiàn)了對配電網(wǎng)無功負(fù)荷的補償，達(dá)到了節(jié)約經(jīng)濟的目的。從一次繞組中部抽頭一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計和一次繞組多抽頭一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計以及三電平主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分析，論述了配電變一體化結(jié)構(gòu)與靜止同步補償器的結(jié)構(gòu)設(shè)計；從配電變一體化結(jié)構(gòu)補償機理和配電變一體化靜止模型的建立論述了配電變一體化結(jié)構(gòu)補償機理和控制策略。

參考文獻(xiàn)

[1]熊卿.配電變壓器一體化靜止無功補償器（DT-STATCOM）關(guān)鍵技術(shù)研究[D].華中科技大學(xué)，2011.

[2]茅靖峰.靜止同步補償器滑模變結(jié)構(gòu)控制及數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計[D].江蘇大學(xué)，2013.

[3]張定宇.配網(wǎng)靜止同步補償器控制研究[D].重慶大學(xué)，2012.

[4]許傳明.靜止同步補償器控制技術(shù)研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2010.

[5]許軍山.配電系統(tǒng)靜止同步補償器的研究[D].蘭州理工大學(xué)，2012.endprint

摘 要 隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，國家電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模也在不斷的擴大。在電網(wǎng)建設(shè)的過程中，電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定和無功補償問題一直以來都是電力系統(tǒng)研究的重點問題，也是保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要影響因素。近年來，我國電力系統(tǒng)發(fā)生的一些事故，給人們的經(jīng)濟財產(chǎn)以及人身安全造成了損失，其主要原因就包括電壓不穩(wěn)定和無功功率儲備不足，因此，加強對配電變一體靜止同步補償器的研究具有重要意義。

關(guān)鍵詞 配電變一體化結(jié)構(gòu)；靜止同步補償器；理論；技術(shù)

中圖分類號：TM714 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）20-0001-01

進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國的經(jīng)濟和工業(yè)都在快速的發(fā)展，對電力系統(tǒng)無功需求也越來越高，線路和設(shè)備容量無功耗損增大，這對電力系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性、電力系統(tǒng)的無功儲備以及電力系統(tǒng)的無功補償能力都提出了更高的要求。靜止同步補償器作為電力系統(tǒng)無功補償?shù)囊环N有效技術(shù)，運用于電力系統(tǒng)對于提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，實現(xiàn)快速變動無功符合補償具有重要意義。本文主要論述了配變電一體化結(jié)構(gòu)和靜止同步補償器技術(shù)，配電變一體化結(jié)構(gòu)補償機理和控制策略。

1 配電變一體化結(jié)構(gòu)與靜止同步補償器的結(jié)構(gòu)設(shè)計

配電變一體化結(jié)構(gòu)與靜止同步補償器的結(jié)構(gòu)結(jié)合可以實現(xiàn)對同類符合的高校集中補償，有效的提高出廠裝置的性能家和比，降低靜止同步補償器系統(tǒng)的整體耗損。在高低電壓交匯點補償，可以有效的實現(xiàn)系統(tǒng)集中監(jiān)測和負(fù)荷分散協(xié)調(diào)補償?shù)慕Y(jié)合，同時，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，安裝起來也比較的便利?；诖?，本文提出了變電一體化的概念，將變電一體化無償補償裝置與配電網(wǎng)的10KV/400V的配電變壓器進(jìn)行一體化的結(jié)合，設(shè)置相應(yīng)的一體化方式。其設(shè)計方案主要有以下兩種。

1）一次繞組中部抽頭一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計。

配電變壓器一次側(cè)三角連接繞組采用的中部抽頭結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。

圖1 一次側(cè)繞組中部抽頭一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)圖1可以看出，在這種抽頭設(shè)置方式下，隨著一次側(cè)繞組上抽頭位置的變化，電壓能在5 kV到10 kV可以實現(xiàn)連續(xù)的調(diào)節(jié)，獲得最小抽頭線電壓的為一次側(cè)輸電壓的一半，通過這樣的方式接入靜止同步補償器在，降低二來變流器電力電子公路器件的耐壓要求。

2）一次繞組多抽頭一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計。

為了實現(xiàn)三角形繞組抽頭的雅典在耕地的范圍內(nèi)實現(xiàn)可調(diào)，本文研究了一次側(cè)繞組多抽頭一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 一次側(cè)繞組多抽頭一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計

通過對圖2結(jié)構(gòu)的分析可以得出，在這種一次側(cè)繞組多抽頭一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計下，抽頭上的電壓和一次側(cè)繞組上抽頭位置的變化，可以實現(xiàn)0 V到5 V電壓的連續(xù)調(diào)節(jié)。相對于圖1的設(shè)計來說，圖2的設(shè)計更有利于降低電力變流器的耐壓要求。

2 配電變一體化結(jié)構(gòu)補償機理和控制策略

1）配電變一體化結(jié)構(gòu)補償機理。

靜止同步補償器補償無功功率的機理是通過檢查系統(tǒng)中負(fù)荷所需的無功電流或者無功功率，再通過一定的控制手段使得靜止同步補償器輸出一定的幅值和相應(yīng)的無功電流，從而可以達(dá)到補償負(fù)荷所需要的無功，實現(xiàn)提高電源測線路功率因素的目的。

2）配電變一體化靜止模型的建立。

當(dāng)把配電變一體化靜止模型用于電力系統(tǒng)時，其動態(tài)特性就會和系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)、參數(shù)和特性之間相互作用，就決定了補償裝置的工作狀態(tài)和補償功能，同時，這種相互作用也會影響到電力系統(tǒng)工況。因此，面對這種情況，要建立起與靜止同步補償器相結(jié)合的物理模型和數(shù)學(xué)模型，便于配電變一體化靜止模型系統(tǒng)的控制策略。為了便于分析，取頂點A上的繞組三角形作為研究的對象，并得出物理的物理模型和數(shù)學(xué)模型本文不做詳細(xì)闡述。其分析的結(jié)果表明，在配變電一體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)工作的過程中，補償裝置注入的無功電流與負(fù)荷無功電流分別在配電變壓器的兩端，電流在幅值上和相同位置上都是不同的，因此，該系統(tǒng)要引入功率平衡的概念，根據(jù)測出的無功功率和補償接入點電壓構(gòu)造出無功電流的指令值，當(dāng)系統(tǒng)的實際輸出電流跟蹤該指令值的時候，就能保證其補償功率和負(fù)荷所需的無功功率保持平衡。

3 總結(jié)

本文從目前電力系統(tǒng)中靜止同步補償器的應(yīng)用現(xiàn)狀和存在的問題出發(fā)，提出了在配電網(wǎng)高電壓和低電壓的交匯處的配電變壓器處安裝靜止同步補償器，實現(xiàn)了對配電網(wǎng)無功負(fù)荷的補償，達(dá)到了節(jié)約經(jīng)濟的目的。從一次繞組中部抽頭一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計和一次繞組多抽頭一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計以及三電平主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分析，論述了配電變一體化結(jié)構(gòu)與靜止同步補償器的結(jié)構(gòu)設(shè)計；從配電變一體化結(jié)構(gòu)補償機理和配電變一體化靜止模型的建立論述了配電變一體化結(jié)構(gòu)補償機理和控制策略。

參考文獻(xiàn)

[1]熊卿.配電變壓器一體化靜止無功補償器（DT-STATCOM）關(guān)鍵技術(shù)研究[D].華中科技大學(xué)，2011.

[2]茅靖峰.靜止同步補償器滑模變結(jié)構(gòu)控制及數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計[D].江蘇大學(xué)，2013.

[3]張定宇.配網(wǎng)靜止同步補償器控制研究[D].重慶大學(xué)，2012.

[4]許傳明.靜止同步補償器控制技術(shù)研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2010.

[5]許軍山.配電系統(tǒng)靜止同步補償器的研究[D].蘭州理工大學(xué)，2012.endprint

摘 要 隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，國家電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模也在不斷的擴大。在電網(wǎng)建設(shè)的過程中，電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定和無功補償問題一直以來都是電力系統(tǒng)研究的重點問題，也是保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要影響因素。近年來，我國電力系統(tǒng)發(fā)生的一些事故，給人們的經(jīng)濟財產(chǎn)以及人身安全造成了損失，其主要原因就包括電壓不穩(wěn)定和無功功率儲備不足，因此，加強對配電變一體靜止同步補償器的研究具有重要意義。

關(guān)鍵詞 配電變一體化結(jié)構(gòu)；靜止同步補償器；理論；技術(shù)

中圖分類號：TM714 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）20-0001-01

進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國的經(jīng)濟和工業(yè)都在快速的發(fā)展，對電力系統(tǒng)無功需求也越來越高，線路和設(shè)備容量無功耗損增大，這對電力系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性、電力系統(tǒng)的無功儲備以及電力系統(tǒng)的無功補償能力都提出了更高的要求。靜止同步補償器作為電力系統(tǒng)無功補償?shù)囊环N有效技術(shù)，運用于電力系統(tǒng)對于提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，實現(xiàn)快速變動無功符合補償具有重要意義。本文主要論述了配變電一體化結(jié)構(gòu)和靜止同步補償器技術(shù)，配電變一體化結(jié)構(gòu)補償機理和控制策略。

1 配電變一體化結(jié)構(gòu)與靜止同步補償器的結(jié)構(gòu)設(shè)計

配電變一體化結(jié)構(gòu)與靜止同步補償器的結(jié)構(gòu)結(jié)合可以實現(xiàn)對同類符合的高校集中補償，有效的提高出廠裝置的性能家和比，降低靜止同步補償器系統(tǒng)的整體耗損。在高低電壓交匯點補償，可以有效的實現(xiàn)系統(tǒng)集中監(jiān)測和負(fù)荷分散協(xié)調(diào)補償?shù)慕Y(jié)合，同時，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，安裝起來也比較的便利?；诖耍疚奶岢隽俗冸娨惑w化的概念，將變電一體化無償補償裝置與配電網(wǎng)的10KV/400V的配電變壓器進(jìn)行一體化的結(jié)合，設(shè)置相應(yīng)的一體化方式。其設(shè)計方案主要有以下兩種。

1）一次繞組中部抽頭一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計。

配電變壓器一次側(cè)三角連接繞組采用的中部抽頭結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。

圖1 一次側(cè)繞組中部抽頭一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)圖1可以看出，在這種抽頭設(shè)置方式下，隨著一次側(cè)繞組上抽頭位置的變化，電壓能在5 kV到10 kV可以實現(xiàn)連續(xù)的調(diào)節(jié)，獲得最小抽頭線電壓的為一次側(cè)輸電壓的一半，通過這樣的方式接入靜止同步補償器在，降低二來變流器電力電子公路器件的耐壓要求。

2）一次繞組多抽頭一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計。

為了實現(xiàn)三角形繞組抽頭的雅典在耕地的范圍內(nèi)實現(xiàn)可調(diào)，本文研究了一次側(cè)繞組多抽頭一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 一次側(cè)繞組多抽頭一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計

通過對圖2結(jié)構(gòu)的分析可以得出，在這種一次側(cè)繞組多抽頭一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計下，抽頭上的電壓和一次側(cè)繞組上抽頭位置的變化，可以實現(xiàn)0 V到5 V電壓的連續(xù)調(diào)節(jié)。相對于圖1的設(shè)計來說，圖2的設(shè)計更有利于降低電力變流器的耐壓要求。

2 配電變一體化結(jié)構(gòu)補償機理和控制策略

1）配電變一體化結(jié)構(gòu)補償機理。

靜止同步補償器補償無功功率的機理是通過檢查系統(tǒng)中負(fù)荷所需的無功電流或者無功功率，再通過一定的控制手段使得靜止同步補償器輸出一定的幅值和相應(yīng)的無功電流，從而可以達(dá)到補償負(fù)荷所需要的無功，實現(xiàn)提高電源測線路功率因素的目的。

2）配電變一體化靜止模型的建立。

當(dāng)把配電變一體化靜止模型用于電力系統(tǒng)時，其動態(tài)特性就會和系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)、參數(shù)和特性之間相互作用，就決定了補償裝置的工作狀態(tài)和補償功能，同時，這種相互作用也會影響到電力系統(tǒng)工況。因此，面對這種情況，要建立起與靜止同步補償器相結(jié)合的物理模型和數(shù)學(xué)模型，便于配電變一體化靜止模型系統(tǒng)的控制策略。為了便于分析，取頂點A上的繞組三角形作為研究的對象，并得出物理的物理模型和數(shù)學(xué)模型本文不做詳細(xì)闡述。其分析的結(jié)果表明，在配變電一體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)工作的過程中，補償裝置注入的無功電流與負(fù)荷無功電流分別在配電變壓器的兩端，電流在幅值上和相同位置上都是不同的，因此，該系統(tǒng)要引入功率平衡的概念，根據(jù)測出的無功功率和補償接入點電壓構(gòu)造出無功電流的指令值，當(dāng)系統(tǒng)的實際輸出電流跟蹤該指令值的時候，就能保證其補償功率和負(fù)荷所需的無功功率保持平衡。

3 總結(jié)

本文從目前電力系統(tǒng)中靜止同步補償器的應(yīng)用現(xiàn)狀和存在的問題出發(fā)，提出了在配電網(wǎng)高電壓和低電壓的交匯處的配電變壓器處安裝靜止同步補償器，實現(xiàn)了對配電網(wǎng)無功負(fù)荷的補償，達(dá)到了節(jié)約經(jīng)濟的目的。從一次繞組中部抽頭一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計和一次繞組多抽頭一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計以及三電平主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分析，論述了配電變一體化結(jié)構(gòu)與靜止同步補償器的結(jié)構(gòu)設(shè)計；從配電變一體化結(jié)構(gòu)補償機理和配電變一體化靜止模型的建立論述了配電變一體化結(jié)構(gòu)補償機理和控制策略。

參考文獻(xiàn)

[1]熊卿.配電變壓器一體化靜止無功補償器（DT-STATCOM）關(guān)鍵技術(shù)研究[D].華中科技大學(xué)，2011.

[2]茅靖峰.靜止同步補償器滑模變結(jié)構(gòu)控制及數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計[D].江蘇大學(xué)，2013.

[3]張定宇.配網(wǎng)靜止同步補償器控制研究[D].重慶大學(xué)，2012.

[4]許傳明.靜止同步補償器控制技術(shù)研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2010.

[5]許軍山.配電系統(tǒng)靜止同步補償器的研究[D].蘭州理工大學(xué)，2012.endprint