电力电子技术在电力系统无功补偿方面的应用
电力电子技术在电力系统无功恢复中的应用
电力电子技术在电力系统无功恢复中的应用电力电子技术是近年来电力系统领域的重要发展方向之一，它利用电力电子器件和控制技术，将电能进行高效转换和调节，广泛应用于电力系统的无功恢复中。
本文将探讨电力电子技术在电力系统无功恢复中的应用。
一、电力系统无功恢复的背景电力系统中的无功功率是指电路中不产生有用功的电能，它与有功功率共同构成了电流和电压的综合功率。
在电力系统中，无功功率的存在主要是为了维持电流和电压的相位关系，保持电力系统的稳定运行。
然而，无功功率的存在也会导致电能的浪费和电网负荷能力降低，因此，无功恢复技术的应用显得尤为重要。
二、1. 静态无功补偿装置静态无功补偿装置是一种常见的电力电子设备，它通过电力电子元件（如晶闸管、电容器等）和控制系统，对电网的无功功率进行精确补偿和调节。
静态无功补偿装置能够快速响应电网的无功需求，提供合适的无功功率，使电力系统的功率因数得到调整，减少无功功率的损耗，提高电网的效率和稳定性。
2. SVC（静止无功补偿装置）SVC是一种高性能的电力电子设备，它采用了先进的功率电子器件和控制技术，能够对电力系统的电压进行精确调整和无功功率补偿。
SVC能够在短时间内快速响应电网的无功需求，调节电压的大小和相位关系，使电力系统的电压稳定在合适的范围内，减小电网的电压波动和谐波扰动，提高电能的传输效率和质量。
3. STATCOM（静止同步补偿装置）STATCOM是一种先进的电力电子设备，它主要用于对电力系统中的无功功率进行补偿和调节。
STATCOM采用了先进的电力电子器件和高效的控制策略，能够实时响应电力系统的无功需求，提供合适的无功功率，维持电力系统的电压和相位稳定。
同时，STATCOM还能够消除电力系统中的谐波和电网故障导致的电压波动，提高电力系统的可靠性和稳定性。
4. UPFC（统一功率流控制器）UPFC是一种新型的电力电子设备，它集合了SVC和STATCOM的功能于一体，能够对电力系统的无功功率和有功功率同时进行调节和控制。
电力电子技术在无功补偿自动控制中的应用研究
电力电子技术在无功补偿自动控制中的应用研究摘要：随着社会的进步和市场的发展，人们对生产企业产品质量的要求越来越高，而企业生产设备为应对市场需求，对电力的消耗也持续增长，形成较大的成本。
为了有效降低生产成本，需要针对生产设备电力消耗问题进行改善，即通过无功补偿方式，降低生产能源消耗和提高设备运行效率，即通过降低输送线路和点变压器损耗，提高电网功率因素和电效率等，确保实现该区域电网的有效性和经济性。
关键词：无功补偿；自动控制；电力电子技术一、无功补偿装置在电力系统中的应用1.1电力系统无功补偿的应用效果随着社会生产对电力需求的增加，电力行业快速发展起来，电力系统规模也在不断的扩大，电力负荷的需求开始不断上涨。
在电力系统的运行中，无功补偿的运用可以起到重要的作用，它能够有效提高电网的运行效率，改善供电环境，同时还可以降低电力系统运行中变电器和输电线路的损耗。
将无功补偿装置安装与电力系统中，可以使电网的运营保持平衡的状态，安全稳定的运行，不仅大大的降低了电能消耗，同时提升了电能的质量。
1.2电力系统无功补偿应用的措施1.2.1无功补偿电力容器无功补偿电力容器从设计上来说，相对于其他的仪器是较为简单的，无论是容器的安装、运行，还是容器的维护等，其设计工作都不算复杂。
但无功补偿电力容器的使用较为复杂，由于我们通常使用的都是感性的无功补偿，因此不能做到持续性的调节。
在使用电力无功补偿电力容器的时候，也会产生一定的负电效应，负电效应会导致低电网电压有所下降，同时补偿电流也会下降，这就降低了电容器的补偿容量，使得电力容器所补偿的无功量快速的降低。
在这样的情况下，如果谐波的干扰较大，很可能会使无功补偿电力电容器被烧毁，造成一定的损失。
1.2.2无功补偿同步调相机同步调相机是一种发电机，它是同步旋转式的，属于无功率动态性补偿装置。
同步调相机的工作原理是通过对励磁系统的调节来发出感性或有容性的功率。
因为同步调相机是属于同步旋转式发电机，因此在运行过程中，它始终处于一种旋转的状态，这就会产生较大的噪声，造成一定的损耗。
电力电子技术在无功补偿自动控制中的应用
电力电子技术在无功补偿自动控制中的应用摘要：随着社会的发展以及经济的不断进步，我国企业生产也不断扩大，对产品的加工和生产有了更高的质量要求，同时对于产品生产加工及生产设备也提出了更高的要求。
企业用于加工及生产的设备在企业生产成本当中所占比重较大，为降低生产成本，就必须重视能源的节约及设备能源的消耗。
无功补偿因其可减少设备耗电量并提高设备运行效率而倍受业内企业的关注。
关键词：电力电子技术；无功补偿；自动控制；应用引言随着社会经济的发展和企业生产的持续扩大，产品加工的质量以及生产质量逐渐提高，由此对产品的生产设备也提出了较高的要求。
当前，生产加工企业中的相关设备占据了较大的生产成本比重，能源节约以及设备能源消耗的降低成为了生产企业应重点关注和及时解决的问题。
1无功补偿装置概述在电网的实际运行过程，许多设备的电力负荷属于感性负荷，电网中的相关设备，例如变压器、电动机等设备都需要吸收无功功率。
由此，无功补偿的方式可以减少电网感性负载。
我们可以看到，实际上无功补偿是实现减少设备磨损的补偿来达到降低设备损耗的。
电网无功补偿类型，常用分散安装配置中的高、低压并联电容器电路，并联电容器主要安装在变电站总线相关设备中，必不可少要安装并联补偿电容器，将并联的无功补偿电容器安装在生产车间的配电屏以及变压器低压一侧上，同时也应将并联电容器安装在单台的发动机位置，在实际的安装过程中，应注意在电力负荷较低的状况下，应避免过度无功补偿。
并联电容器的补偿是通过对电气设备的等效电路连接，提高了供电回路的功率因素实现的，并联电容器的补偿投资较少，效果也十分明显，由于其功率以及电压保持合格合理，同时还能进行分组投切。
针对当前我国具有较低配电网平均功率等多方面的因素，补偿元件静电电容器，实现电网的无功补偿，有集中补偿和就地补偿这两种方式。
集中补偿又有固定式以及自动跟踪式，可实现配电系统的共享化设计，提高系统的性价比；而就地补偿具有较好的补偿效果，但由于数量较多，致使安装不便，同时也将提高系统的运行成本。
电力电子技术在电网稳定中的应用
电力电子技术在电网稳定中的应用电力电子技术是指在电力系统的输配电过程中采用电子技术设备和器件来进行电能的转换、控制和保护。
随着电力系统的规模和复杂性增加，电力电子技术在电网稳定中的应用变得越来越重要。
本文将从电力电子技术在电网稳定中的三个方面进行论述，分别是无功补偿、调度控制和电能质量控制。
一、无功补偿无功补偿是电力电子技术在电网稳定中的重要应用之一。
电力系统中的负载通常包含有功和无功两部分，其中无功功率是指电流通过电容器和电感器所消耗的电流能量。
通过无功补偿技术，可以对电力系统的无功功率进行调整，从而提高系统的功率因数，改善电网的稳定性。
无功补偿主要采用静态无功补偿装置，如静止补偿器（Static Compensator，简称STATCOM）和静止无功发生器（Static Var Generator，简称SVG）。
STATCOM能够根据电力系统的无功功率需求主动地提供或吸收无功功率，从而对电网的电压和无功功率进行调节。
SVG则能够根据电力系统的电压波动情况，主动地注入或吸收无功功率，以维持电网的电压稳定。
这些无功补偿装置基于电力电子技术的控制能力和快速响应特性，能够有效地改善电网的无功功率平衡，提高电网的稳定性。
二、调度控制电力电子技术在电网稳定中的另一个应用是调度控制。
随着电力系统的扩大和负载的增加，电力网络的稳定性和可靠性成为重要问题。
电力电子装置的应用可以提高电力系统的调度控制能力，实现对电力系统的精确控制和管理。
在电力电子技术的支持下，可以实现电力系统的柔性交流输电、可控特高压直流输电等高级调度控制策略。
柔性交流输电（Flexible AC Transmission System，简称FACTS）利用电力电子装置来控制电力系统中的电流、电压和相位等参数，以提高电力系统的稳定性和可靠性。
例如，可控电抗器（SVC）可以通过电流的调节来满足负载的无功功率需求，提高电网的稳定性。
而静止补偿器（STATCOM）则可以通过电压的调节来实现无功功率的补偿。
电力电子技术在电力系统能量管理中的应用
电力电子技术在电力系统能量管理中的应用电力电子技术是指应用于电力系统中的电子元器件和电子设备，以实现能量的调控、转换和管理的技术。
随着能源的日益紧缺和环境问题的日益严重，电力电子技术在电力系统的能量管理中发挥着越来越重要的作用。
本文将重点论述电力电子技术在电力系统能量管理中的应用。
一、能量调控与转换1. 无功补偿技术无功补偿技术通过电力电子设备，可以实现对电力系统中电流的调控，提高功率因数，减少无功功率损耗，提高电能利用效率。
常见的无功补偿设备包括静止无功发生器（SVC）、静止无功补偿装置（STATCOM）等。
这些设备通过电容器或电感器的合理组合，对电力系统中的无功功率进行补偿，实现电能的高效利用。
2. 变频技术变频技术是电力电子技术在电力系统中的一项重要应用。
通过变频技术，可以将直流电能转换为交流电能，实现不同频率的电能传输和转换。
变频技术广泛应用于电力系统中的电机控制、交流输电、电力负荷调整等方面，提高了电能的利用效率和稳定性。
二、能量管理系统1. 能量监测与控制系统能量管理系统是指通过电力电子技术，实现对电力系统中的能量流进行实时监测和控制的系统。
能量监测与控制系统可以实时采集电网中的电压、电流、功率等参数，通过对这些数据的分析和处理，实现对电力系统的能量流量的控制和管理。
2. 储能技术储能技术是电力电子技术在电力系统能量管理中的另一重要应用。
通过储能技术，可以将电能转化为其他形式的能量储存起来，以便在需要时释放。
常见的储能技术包括电池储能、超级电容储能、储热技术等。
这些储能技术可以提高电力系统的供电可靠性，减少对传统能源的依赖。
三、能量管理策略1. 频率调控策略频率调控策略是电力电子技术在电力系统能量管理中的一种重要应用。
通过对电力系统中的频率进行调节，可以实现对供电负荷的动态平衡。
频率调控策略可以提高电力系统的稳定性和供电质量，同时减少对传统能源的消耗。
2. 负荷优化策略负荷优化策略是指通过电力电子技术对电力系统中的负荷进行智能调度和优化，以提高能量利用效率。
电力电子技术在无功补偿自动控制中的应用研究
电力消耗问题进行改善 ， 即通过无功补偿方式 ， 降低
生产能源消耗和提高设备运行效率 ，即通过降低输 送线路和点变压器损耗 ，提高电网功率 因素和电效 率等 ， 确保实现该 区域电网的有效性 和经济性 。
１ 无功 补偿 装置 在 电力 系统 中的应 用 效果
２ ０ １ ６年第２ １ 期
ห้องสมุดไป่ตู้
Ｄ ＯＩ ： Ｉ Ｏ ． １ ６ ５ ２ ５ ４ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． １ ４ － １ ３ ６ ２ ／ ｎ ． ２ ０ １ ６ ． ２ １ ． ３ ６
电力 电子技术在 无功补偿 自动控 制中的应用研究
张永春 ， 吕香玲
（ 河 南机 电职业学 院 ， 河南
功补偿 电力容器设计理念和结构均 比较简单 ，因此 该容器 的安装和维护也相对 比较简单。但将无功补 偿 电力容 器使用在 电力 系统中则具有一定 的复 杂 性， 主要是因为常规使用感性 的无功补偿 ， 难 以实现 可持续性的调节 ，而电力 系统中的无功补偿 电力容
收稿 日期 ： ２ ０ １ ６ — １ ０ — ２ １
由于无功补偿开关设备属于 自动控制 ，且依据并联 电容器开关接触实现控制 ， 如果初始 电压为零 ， 而合 闸时电压猛增 ， 则会 出现电容器涌流情况 ， 继而导致 电力系统和电容器 出现损坏。 为 了改善这一情况 ， 可 以将机械式接触器应用在电容器组中 ，实现有效抑 制电容器涌流情况的发生。机械式接触器的工作原 理主要是在接触器中加入 限流电阻 ，继而有效降低 和控制涌流 ， 还具有无耗损和无压降等优势。
器也会产生负电效应 ， 导致低 电网电压下 降， 补偿 电 流也会因此下降， 电容器补偿容量也下降 ， 继而导致
无功补偿自动控制中电力电子技术的应用探析
Ｕ＝ Ｕｏ （ １一 一 ） ｉ
式子 （ １ ）
在式子 （ １ ） 中 ，Ｕ 表 示 系 统 电压 （ 当 无
电子器件被用于降低 电力生产过程 中的功率损 耗。最优化 的补偿配置 需兼顾体积、价格 、操
作和质量等方面 的优 点，虽 目前还未有满足上 述要求的补偿装置 ，但其发展前景不容小觑
需 在 断 开 接 触 器 后 方 可 开 启 晶 闸 管 中 的触 发 脉 冲 ，以 保 证 换 流 的 正 常 进 行 ， 从而 避 免 过 大 尖
峰 的 出现 。
展，无功功率领域也受到各个领域的关注 。
１ 无 功 补 偿 的基 本 原 理
在 现有 电力 系统 中无 功补 偿是 为 改善 电 压调 整功能，其将电路具体分为三部分 ，分别 是补偿器 、负载和系统 。无功补偿 的动态 补偿 原理如 图 １ 所示 。则得 出系 统特性 曲线可近似
２ 电 力电子技 术在 无功补 偿 自动 控制 上
的应用
２ ． １补 偿 装 置 自动 投 切 上 的应 用
中 的各 种 损 耗 ， 且 三 相 电路 中 的各 个 相 的 电 流
和 电压 相位差均会相应的减少 。在 电路仿 真的
重要手段 ，随着近年来 电力电子 技术的蓬勃发
情况下， 对切 除电容器的时间并没有具体要求 ， 仅 要求 了晶闸管启动时 的触动 脉冲 。操作 人员
电子技术 ・ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
无功补偿 自动控 制中电力电子技 术的应 用探析
文／ 周 建 明
在 电力 电子技 术 蓬勃发 展 的 今 天，越 采越 多的 人 开始 关注 电
电工电子技术在无功补偿自动控制中的运用
电工电子技术在无功补偿自动控制中的运用电力电子技术在现代电力系统中的应用越来越广泛，特别是在无功补偿自动控制中。
现如今中国电网已经完成了很多无功补偿自动化改造工程，实现了对电网无功补偿设备的在线监测、自动控制和智能化运行，有效推动了我国电力系统的安全稳定运行。
无功补偿是电力系统中的一项重要技术手段，它可有效提高电力系统的供电质量和能源利用效率。
在电力系统中，由于交流电路中存在电感、电容以及负载等元件，所以电能不仅可以通过有功负荷流动，同时还有一部分电能通过无功状态流动，这就需要进行无功补偿。
在电力系统中，无功补偿装置主要有电容器、电感器等。
典型的无功补偿装置是静态无功补偿装置，其特点是响应快、控制方便和自动化程度高。
无功补偿电容和电抗器都是典型的静态无功补偿装置，在实际应用中，需要根据负荷变化的情况进行调整，以保持电网的动态稳定。
这就需要电力系统设计者和运营商结合现代控制技术，为无功补偿装置提供更为精确和自动化的控制方法。
现代液晶显示器可以显示无功功率、功率因数、电压和电流等参量，但是这些参量的显示并不足以进行自动补偿。
为了更好地实现无功补偿自动控制，还需要使用一些数学模型和软件来实现。
目前，国内外学者已经研发出各类基于人工智能、神经网络、模糊算法和PID控制等多种控制方法和算法，这些方法都可以有效地进行无功补偿自动控制。
其中，PID（比例、积分、微分）控制是应用最为广泛的控制方法之一。
PID控制器能够根据当前的状态值和参考信号来调节输出，实现精确的无功补偿目标。
在控制过程中，PID控制器始终在根据误差大小调整输出信号，保持系统运行在稳定状态。
同时，与无功补偿器结合使用的智能型PID控制器，也具有较高的自适应性和抗干扰性能。
它能够利用系统当前状态，自适应地调整Kp,Ki,Kd参数，提高系统的稳定性和可靠性。
综上所述，无功补偿自动控制是现代电力系统中的重要一环，其应用层次已经非常广泛。
未来随着科技不断发展，无功补偿自控技术也将得到更广泛的应用，同时运用更为先进的智能化控制方法和算法，实现电网的高质量运行。
电力电子技术在电力系统无功恢复性改善中的应用
电力电子技术在电力系统无功恢复性改善中的应用电力电子技术作为一种关键的电力系统优化工具，在电力系统中发挥着重要的作用。
其中，电力电子技术在电力系统无功恢复性改善方面具有独特的应用。
本文将探讨电力电子技术在电力系统无功恢复性改善中的应用，并进一步探讨其对电力系统性能和可靠性的影响。
一、电力电子技术概述1.1 电力电子技术的定义电力电子技术是一种将电力系统与电子技术相结合的技术，通过电子器件和电子控制系统对电力进行处理和优化，以达到改善电力系统性能和可靠性的目的。
1.2 电力电子技术的分类电力电子技术根据应用领域和功能不同，可分为交流电力电子技术和直流电力电子技术两大类。
交流电力电子技术主要包括柔性交流输电技术、静止无功补偿技术、无功电力补偿技术等；直流电力电子技术主要包括直流输电技术、直流调压技术、直流柔性输电技术等。
二、电力系统无功恢复性改善的意义2.1 无功恢复性改善的定义无功恢复性改善是指通过补偿无功功率，使电力系统的功率因数接近于1，修正电力系统中的无功电流流过设备，从而提高电力系统的功率质量和运行稳定性。
2.2 无功恢复性改善的意义无功恢复性改善在电力系统中具有重要的意义。
首先，它可以提高电力系统的功率因数，减少系统负载对输电线路和变压器的影响，降低线损和能耗。
其次，通过无功补偿，可以提供所需的电压和无功功率，从而提高系统的稳定性。
此外，无功恢复性改善还能提高电力系统的电压稳定性，减少电压偏差，降低对用户设备的影响。
三、电力电子技术在电力系统无功恢复性改善中的应用3.1 静止无功补偿技术静止无功补偿技术是指通过连接在电力系统中的静止无功补偿装置，利用电力电子技术将电力系统中的无功功率进行补偿，从而实现对电力系统功率因数的改善和无功电流的控制。
这些装置包括静止无功补偿器（SVC）、静止无功发生器（SVG）等。
3.2 柔性交流输电技术柔性交流输电技术是一种利用电力电子技术控制电力系统交流输电的技术。
电力电子技术在无功补偿自动控制中的运用研究38
电力电子技术在无功补偿自动控制中的运用研究摘要：电力电子技术现在已经被众多领域所应用，并且取得了良好的效果，尤其是在电网中的应用，使得电网运行安全性与经济性更高。
基于我国电网建设现状，首先需要解决的即电压调整问题和无功补偿问题，而电力电子技术的应用，完全可以应对无功补偿问题。
本文基于无功补偿基本工作原理，对电力电子技术在无功补偿自动控制中的应用要点进行了简单分析。
关键词：电力电子技术；无功补偿；自动控制电网内无功补偿可以提高电压稳定性，同时还能够将减少电网运行损耗，是电网建设需要重点关注的内容。
现在电力电子技术在无功补偿中的应用，可以有效发挥自动控制优势，更好的面对现在电网电气设备不断增多的情况，达到低能耗、低成本、高产出的目的。
一、电力系统无功补偿运行原理无功补偿即无功功率补偿，将其应用到电力系统中，面对的对象为运行设备，且均属于感性负荷，需要吸收一定量无功功率，尤其是现在我国电力系统建设日益完善，电网运行整体电力负荷增加。
为提高电网运行可靠性，并减少损耗，降低运行成本，便可以采用无功补偿的方法，可靠减少电网运行设备感性负荷，实际应用中已经取得了良好效果[1]。
基于实际应用现状来看，一般所选择无功补偿装置多分散在高、低压并联电容器电路内，安装维护技术性较低，但是要注意各影响因素造成的干扰，避免过渡应用无功补偿方式。
现在电力系统应用无功补偿主要目的是调整电压，将电路分为补偿器、系统以及负载三部分。
对无功补偿原理进行分析，可确定系统特性曲线为：=U0(1-△Q/Ssx) （1）其中，UO表示系统电压；sx表示系统短路容量。
推理可得系统电压变化量为△U=U-U0=U0(-△Q/Ssx) （2）根据公式可得，电力系统无功功率发生变化后，将会使得电压产生正比变化，并且系统所供给的无功功率值为负载加上补偿器无功功率之和，即△Q=QL+Qr。
电力系统正常运行状态下，如果负载无功功率QL发生变化，补偿器产生的无功功率QL可以有效应对无功功率变化要求，可得到△Q=Q2-Q1=0，并且无功功率Q不会发生改变[2]。
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用高频 SPWM 控制 ,而仅用每半周 1 个或 3 个脉波的 简单方波控制 ,这就可以选用电压、电流额定值大而允
唐新龙1 ,谈顺涛2 ,张建华3 ,屈 幼3
(1. 邳州供电局 ,江苏 徐州 221300 ; 2. 武汉大学 ,湖北 武汉 430000 ;3. 中国矿业大学 ,江苏 徐州 221005)
摘 要 :介绍了电力电子技术在电力系统的应用状况 ,分析了采用自关断开关器件的 PWM 调制 ,将直流电逆变为交流
且具有优良的控制特性 。
2 PWM 开关型无功功率发生器的控制原理
2 . 1 电压 VD 闭环控制
图 3 中正弦参考电压 V r 的相位决定了各开关管 的触发相位 ,因而也决定了图 1 中三相变换器输出电
压 V i 的相位 , V r 的相位就是 V i 的相位 。图中直流
电容的指令电压
V
3
D
和实测的电容电压
因此 ,控制无功功率发生器输出电压 V i 的大小 ,即 可控制其输出无功功率的数值大小及其性质 (超前或滞
后) ,采用 SPWM (正弦脉冲宽度调制) 控制技术 ,取电网
电压 V s 的波形作为逆变器正弦调制参考电压 V r 的波 形 ,即 f r = f s , V r 与 V s 同相 ,固定高频三角载波的频率 f c 和幅值 V cm ,改变正弦调制参考电压的幅值 V rm ,即
1 PWM 开关型无功功率发生器的工作原理
目前电力系统内为满足电压调节的需要 ,一般采 用在大负荷中心就地补偿和在变电站投 、切电容器集 中补偿的方法 。其最大缺点是对系统电压有冲击 ,无 功不能平滑补偿 。而采用自关断开关器件的 PWM 脉
收稿日期 : 2003 - 08 - 25 ;修回日期 : 2003 - 12 - 28
如果要求图 1 的 PWM 开关型无功功率发生器完 全补偿负载无功功率 ,使交流电网 V i 及 Ii 同相、功率 因数 cosφ1 = 1 ,则图 3 中无功指令值 Q 3 应取为负载实 测的无功功率 QL : Q 3 = QL ,使实际发出的无功功率 Q 跟踪负载实测的无功功率 QL ;使电网送出的无功 Q1 = QL - Q = 0 ,cosφ1 = 1 。如果要求交流电网的功率因数 为任意指令值 cosφ1 ≠0 ,即要求电网有功功率 P1 = PL , 电网的无功功率 Q1 = P1tanφ1 = PL tanφ1 ,这时只要将 图 3 中无功指令值 Q 3 取为 Q 3 = QL - Q1 = QL PL tanφ1 即可 ,这时负载滞后无功功率为 QL ,无功发生 器输出滞后无功 Q = Q 3 = QL - Q1 ,电网无功功率为 Q1 = QL - Q ,有功功率为 P1 ,功率因数为 cosφ1 。
2004
年
3
月
J
江 苏 电 机 工 程 iangsu Elect rical Engineering
第
23
卷
第
2
期
63
电力电子技术在电力系统无功补偿方面的应用
Application of Po wer Electronic Technique in Reactive Po wer Compensation of Po wer System
常的紧急操作均通过测控单元来完成 ,从而达到与原 始事故总信号一致的目标 。
作者简介 : 徐于海 (1965 - ) ,男 ,北京人 ,高级工程师 ,从事电力系统自动化工作 ;
64
江 苏 电 机 工 程
时 , , IQ IQ > 0 滞后 V s 90°,这时无功功率发生器输出滞 后的即感性的无功功率 ,这时式 (3) 中的 Q > 0 。
图 3 电压 VD 闭环控制
2 . 2 无功功率 Q 闭环控制 将无功功率发生器输出无功功率的指令值 Q 3 与
无功功率发生器输出的无功功率实际检测值 Q 同时 送入 PI 型无功功率调节器 Q R 。Q R 的输出作为正弦 调制参考电压波 V r 的幅值 V rm ,将 V rm和 δ角以及电 网电压 V s (大小和相位角) 送入三相正弦参考波形电 路 ,输出 a 、b 、c 三相参考电压 V ra 、V rb 、V rc ,再与高频 三角载波 V C 相比较得到 T1～ T6 驱动信号 ,使三相变 换器输出所需的交流电压 V i 。
V D 同时送入
PI 型电压调节器 V R 。V R 的输出取作正弦调制参考
波 V r 滞后于交流电网电压 V s 的相位角δ的指令值 ,
即三相桥变换器交流输出电压 V i 滞后 V s 的相角δ的
Байду номын сангаас
指令值 。当
VD
=
V
3
D
时 ,ΔV
=
V
3 D
-
V D = 0 ,δ为一
固定值 。一旦
VD <
V
3
D
时 ,电压调节器输出的δ增
I=
V
i- V j XL
s
=
-
j
×V i - V
XL
s
=
j
×V i - V
XL
s
(1)
图 1 PWM 开关型无功功率发生器电路
由于 V i 与 V s 同相 ,因此逆变器向电网输出的电 流与电网电压 V s 相差 90°,逆变器只输出无功电流 、 无功功率 ,逆变器成为一个无功功率发生器 。如果令
又从交流电网输进一点有功功率 P ( V s·I P) 用于补充 电力变换器的功耗 ,使直流电压 V D 恒定不变 。这时 ,
无功功率发生器从交流电网吸取的有取功率为 :
P = V s·I P = V s·IQ·tanδ= Q·tanδ
(5)
调节 、控制图 2 (c) 中 V i 滞后 V s 的相位角δ,即可
电 ,并通过控制相角进行无功功率补偿和电压调整的基本原理和应用前景 。
关键词 :电力电子 ;新技术 ;无功补偿
中图分类号 : TM761 + 1 ; TM714. 3
文献标识码 :D
文章编号 :1009 - 0665 (2004) 02 - 0063 - 03
1957 年以后迅速发展起来的半导体电力开关器 件 ,如晶体闸流管 ( SCR) 或 Thyristor 、电力场效应管P MOSFET、双极结型电力三极管 (BJ T) 、可关断晶闸管 ( GTO) ,绝缘门极双极型晶体管 (l GB T) ,MOS 控制晶 闸管 (MCT) 以及静电感应晶体管 ( Sl T) 等大功率半导 体开关器件 ,具有很快的开关速度 ,最快的小于 0. 1 μs ,相应的开关电路中开关的工作频率最低的 SCR 也 可在几百赫 ,最快的 ( P - MOSFET) 其工作频率可达 到几百千赫以上 。这些开关器件具有不同等级的的额 定电流和电压 ,其中最大的额定工作电流可达 6 000 A 以上 ,电压可达 8 kV 以上 。因此 ,利用这些大功率半 导体开关器件组成各种类型的开关电路 ,采用大规模 集成电路芯片和微处理器组成控制系统 ,利用现代控 制技术对开关器件进行适时的高频通 、断控制 ,就可实 现对电路的各类变换和控制功能 。本文介绍一种利用 大功率半导体开关器件组成无功补偿装置 - PWM 开 关型无功功率发生器 。这种装置国外已有生产 ,国内 的科研部门正在研制 。
逆变器或无功功率发生器向电网输出感性无功滞后电
流为 IQ ,向电网输出的感性滞后无功功率为 Q ,则
IQ
=
Vi - Vs XL
(2)
如图 2 (a) 所示 ,当输出电压 V i 高于电网电压 V s
以上等级均采用测控单元与保护装置独立的模式 。本 人认为 ,采用测控单元合成事故总信号的方式比较合 理 ,遥控以及站内紧急操作回路均要经过测控单位 。 这样 ,除了保护动作 、开关机构故障变电站内二点直 流接地所引起的开关跳闸外 ,其他一切正常以及非正
给电力电子变换器不断地补充电能的一个简便 、
可行的技术方案是适当的调节输出电压 V i 的相位 , 使 I 除含有无功电流 IQ 外 ,还有一点负的有功电流 - i P ,如图 2 (c) 所示 ,若 V i 比交流电源 V s 稍稍滞后 一个小角度 δ,从而使电流 I 滞后 V s 的角度为 90°+ δ, I 中含有一点负有功电流 ( - I P) , I = IQ + ( - I P) 这 时无功功率发生器向电网输出滞后无功功率的同时 ,
唐新龙等 :电力电子技术在电力系统无功补偿方面的应用
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当无功功率发生器发出的无功功率 Q 等于其指令 值 Q 3 时 : Q 3 = Q Δ, Q = Q 3 - Q = 0 , V rm为一固定值 、 无功功率发生器输出电压 V i 固定 ,它发出的无功功率 Q 也恒定不变 。当 Q < Q 3 时 :ΔQ > 0 ,无功调节器 QR 的输出 V rm增大 ,使无功功率发生器输出电压 V i 增大 , 输出无功功率 Q 增大 ,直到 Q = Q 3 、ΔQ = 0 。当 Q 3 > Q 时 :ΔQ < 0 ,无功功率调节器的输出 V rm减小 ,使输出 的无功功率 Q 减小到无功功率指令值 Q 3 。因此 , PI 型无功功率调节器 QR 通过无功功率的闭环控制 ,可以 使无功功率发生器输出的无功功率 Q 保持为其指令 值:Q = Q3 。
大 ,使电网流入无功功率发生器的有功功率 P 增大 ,
见式 (5)
,使
V D 增大到指令值
V
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