CN204668958U - 新能源电站动态无功补偿设备应用装置 - Google Patents
新能源电站动态无功补偿设备应用装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN204668958U CN204668958U CN201520375989.4U CN201520375989U CN204668958U CN 204668958 U CN204668958 U CN 204668958U CN 201520375989 U CN201520375989 U CN 201520375989U CN 204668958 U CN204668958 U CN 204668958U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- transformer
- side bus
- voltage side
- voltage
- energy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Abstract
新能源电站动态无功补偿设备应用装置，包括新能源集电线路、升压变压器、升压变压器高压侧母线、升压变压器低压侧母线与动态无功补偿装置；升压变压器为三绕组变压器，还包括升压变压器中压侧母线，新能源集电线路连接于升压变压器中压侧母线，升压变压器中压侧母线连接于升压变压器中压侧，动态无功补偿装置通过连接线路连接于升压变压器低压侧母线，连接线路上安装有第一电子式电流电压组合互感器，升压变压器与升压变压器高压侧母线的连接线路上安装有第二电子式电流电压组合互感器。它改变动态无功补偿设备安装地点实现了新能源集电系统与无功补偿设备有效隔离；解决了新能源电站补偿设备运行稳定性和电能质量问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及与新能源电网安装方式及控制策略技术领域，具体涉及一种新能源电站动态无功补偿设备应用装置。
背景技术
风电场和光伏电站的并网功率和电压波动频繁，且电网发生故障造成电压跌落时必须具备低电压穿越能力，为了减少对电网的冲击，作为主要无功来源的新能源电站内无功补偿设备，必须具有足够的无功调节能力和响应速度以满足系统的无功补偿需要。因此，动态无功补偿设备SVG（Static Var Generator）成为新能源电站理想的无功解决方案。
目前，新能源电站并网运行过程中仍然暴露出一些问题，引发了对动态无功补偿设备补偿能力的质疑。主要表现在两方面：一是设备运行不稳定，工作模块和互感器等元件故障频发，故障跳闸概率高；二是新能源电能质量较差，三相电压不平衡和电压闪变的问题突出，高次谐波含量超标。
事故原因分析表明，虽然动态无功补偿设备的研发和制造能力已取得一定进步，但是严重缺乏针对与电网相关的具体配置技术的研究，电网与无功补偿设备之间还存在诸多不协调和不匹配问题，譬如动态无功补偿设备的安装方式、控制策略以及涉网关键技术设备选型等。
因此，研究和设计一套完整的能够适应新能源发电和电网侧需求的动态无功补偿的配置技术，对于提高补偿设备的投运率，保障电网安全和增加新能源电站发电量具有重要的现实意义。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题在于提供一种新能源电站动态无功补偿设备应用装置；进而解决新能源电站补偿设备的运行稳定性和电能质量问题。
本实用新型解决上述技术问题采取的技术方案如下：一种新能源电站动态无功补偿设备应用装置，包括新能源集电线路、升压变压器、升压变压器高压侧母线、升压变压器低压侧母线与动态无功补偿装置；其特征在于：升压变压器为三绕组变压器，还包括升压变压器中压侧母线，新能源集电线路连接于升压变压器中压侧母线，升压变压器中压侧母线连接于升压变压器中压侧，动态无功补偿装置通过连接线路连接于升压变压器低压侧母线，连接线路上安装有第一电子式电流电压组合互感器，升压变压器与升压变压器高压侧母线的连接线路上安装有第二电子式电流电压组合互感器。
本实用新型与现有技术比较，改进的技术内容主要为：
（1）、升压变压器为三绕组变压器，将动态无功补偿设备连接到升压变压器的低压侧母线，升压变压器的中压侧连接汇集的新能源电能，动态无功补偿设备与汇集的新能源电能经升压变压器隔离；
（2）、将新型电子式电流电压组合互感器应用于动态无功补偿设备的测量控制系统。
本实用新型在应用时还需要用新能源电站高压侧电压Usystem，也即电网侧电压作为计算参考电压和控制目标电压计算系统需求的无功功率。
本实用新型针对新能源电站运行稳定性差和电能质量不合格的现实问题，提出了一套完整的适用于新能源电站并网发电和满足电网要求的动态无功补偿配置新技术，通过改变设备安装地点实现新能源集电系统与无功补偿设备有效隔离，避免二者相互干扰影响；通过优化控制策略，以新能源电站电网侧电压（Usystem）代替稳定性和电能质量差的新能源汇集侧电压（Uenergy），解决了新能源电站补偿设备的运行稳定性和电能质量问题；在无功补偿设备控制系统的测量控制回路中引入新型电子式电流电压组合互感器，大大提高了无功补偿设备的运行稳定性。
本实用新型的创新点与技术效果详述如下：首先，是升压变压器为三绕组变压器，并改变了动态无功补偿设备的安装地点。按照惯例，无功补偿设备直接安装在新能源汇集侧，二者共用变压器低压侧母线。由于本实用新型改变了动态无功补偿设备的安装地点，实现新能源集电系统与无功补偿设备的有效隔离，减轻了前者对后者的谐波干扰，提高了无功补偿设备运行稳定性，也避免了后者的工作容性电流对前者的影响，减少了新能源集电系统单相接地容性电流，有利于新能源电站的稳定运行。
其次，优化了动态无功补偿设备的控制策略，以电网侧电压Usystem代替新能源侧电压Uenergy作为计算参考和控制目标电压，经变压器隔离后控制算法更合理，将维持新能源电站稳定作为最终控制目标更符合电网实际需求，解决了传统控制策略中动态无功补偿设备逆变器交流侧电压Uinventer和新能源侧电压Uenergy处于同一母线侧造成的相互影响问题，避免了新能源汇集线路所在侧电压Uenergy的电压质量差，三相不平衡度、闪变、非周期分量、零序等问题引起的电能质量和谐波问题，提高了无功补偿设备的运行稳定性和对系统电压的支撑作用。传统控制策略是通过改变动态无功补偿设备逆变器交流侧电压Uinventer和动态无功补偿设备安装点母线电压的相对大小计算系统需求的无功电流和无功功率，因为补偿设备与新能源位于同一侧，安装点母线电压即新能源侧电压Uenergy。
另外，在无功补偿设备控制系统的测量控制回路中引入新型电子式电流电压组合互感器，利用其光电模块测量精度高，抗干扰能力强，以及光纤电路传输效率高的优点，用光纤信号代替模拟信号避免了电磁干扰问题，提高了测量精度和信号传输的稳定性，减少新能源电站保护误动和故障跳闸的概率，大大提高了无功补偿设备的运行稳定性，解决了常规电磁式电流和电压互感器因磁饱和导致设备爆炸问题。
本实用新型经甘肃多个新能源电站动态无功补偿改造前后运行情况验证，通过改变动态无功补偿设备安装方式，优化控制策略，在测量控制回路应用新型电子式电流电压组合互感器等技术创新，解决了动态无功补偿设备运行稳定性问题，提高了电站运行效率。
附图说明
图1为本实用新型新能源电站动态无功补偿设备应用装置结构示意图，
图2为新能源电站动态无功补偿设备传统安装方式示意图，
图3左图为动态无功补偿设备控制原理示意图之一SVG发出容性无功运行模式，右图为矢量关系图，
图4左图为动态无功补偿设备控制原理示意图之二SVG发出感性无功运行模式，右图为矢量关系图，
图中：1—升压变压器高压侧母线，2—升压变压器中压侧母线，3—升压变压器低压侧母线，4—升压变压器，5—新能源集电线路，6—常规电流互感器，7—常规电压互感器，8—动态无功补偿装置，即SVG，9—第一电子式电流电压组合互感器，10—第二电子式电流电压组合互感器；UI—SVG逆变器交流侧电压Uinventer，US—电网侧电压Usystem，Ue—新能源侧电压Uenergy，IL—SVG工作电流，L—电感，R—电阻。
具体实施方式
新能源电站动态无功补偿设备的传统安装方式参见图2：多条新能源集电线路5并接于升压变压器低压侧母线3，升压变压器低压侧母线3连接于升压变压器4的低压侧；并且，动态无功补偿装置8连接于升压变压器低压侧母线3，在动态无功补偿装置8与升压变压器低压侧母线3的连接线路上安装有常规电流互感器6，升压变压器低压侧母线3还连接有常规电压互感器7，升压变压器4的高压侧连接于升压变压器高压侧母线1。传统的新能源电站动态无功补偿装置8直接安装在新能源汇集侧的升压变压器低压侧母线3，动态无功补偿装置8与新能源汇集侧二者共用变压器低压侧母线3。
如图1所示：本实用新型提供的一种新能源电站动态无功补偿设备应用装置，包括新能源集电线路5、升压变压器4、升压变压器高压侧母线1、升压变压器低压侧母线3与动态无功补偿装置8；其特征在于：升压变压器4为三绕组变压器，还包括升压变压器中压侧母线2，新能源集电线路5连接于升压变压器中压侧母线2，升压变压器中压侧母线2连接于升压变压器4中压侧，动态无功补偿装置8通过连接线路11连接于升压变压器低压侧母线3，连接线路11上安装有第一电子式电流电压组合互感器9，三绕组升压变压器4与升压变压器高压侧母线1的连接线路上安装有第二电子式电流电压组合互感器10。
动态无功补偿装置SVG 8，包括SVG功率模块和串联电阻R和电抗L。本实用新型的创新点一方面是用三绕组变压器代替两绕组变压器，将传统的动态无功补偿装置8与新能源汇集侧共用变压器低压侧母线3给予改变；新能源集电线路5连接到升压变压器中压侧母线2，将SVG动态无功补偿设备的安装地点与从升压站两绕组升压变压器低压侧母线移至三绕组升压变压器低压侧母线；将常规电流互感器6和常规电压互感器7用新型电流电压式组合互感器9和10代替，安装点为主变高压侧和SVG进线开关处。
本实用新型应用时，要用升压站高压侧电压(即电网侧电压Us)代替升压站汇集新能源侧母线电压Ue作为计算参考电压和控制目标电压。
参见图3与图4：用新能源电站高压侧电压Usystem，也即电网侧电压作为计算参考电压和控制目标电压计算系统需求的无功功率；动态无功补偿设备SVG输出无功功率取决于注入系统无功电流的大小和相位，当逆变器交流侧电压Uinventer大于Usystem时，SVG向系统注入容性电流，即发出容性无功功率，当逆变器交流侧电压Uinventer小于Usystem时，SVG向系统注入感性电流，即发出感性无功功率；可以看出，计算参考电压和控制目标电压的选取至关重要，以新能源高压侧电压Usystem代替新能源侧电压Uenergy，同时实现了电网侧电压Usystem与逆变器交流侧电压Uinventer经升压变压器高低压绕组连接，一方面保证了计算参考电压和控制目标电压的稳定性，另一方面相当于加大了SVG工作回路的电感值L，提高了SVG反馈控制算法的稳定性。与传统SVG控制策略相比，本实用新型改变了计算参考电压和控制目标电压，更加符合电网实际需要，因为主变隔离作用减少了干扰源，同时相当于加大了SVG装置内部R和L值，功率模块驱动电源取自系统侧电压更为稳定，因此提高了动态无功补偿装置SVG运行稳定性和对系统电压支撑作用。
Claims (1)
1.一种新能源电站动态无功补偿设备应用装置，包括新能源集电线路、升压变压器、升压变压器高压侧母线、升压变压器低压侧母线与动态无功补偿装置；其特征在于：升压变压器（4）为三绕组变压器，还包括升压变压器中压侧母线（2），新能源集电线路（5）连接于升压变压器中压侧母线（2），升压变压器中压侧母线（2）连接于升压变压器4中压侧，动态无功补偿装置（8）通过连接线路（11）连接于升压变压器低压侧母线（3），连接线路（11）上安装有第一电子式电流电压组合互感器（9），三绕组升压变压器（4）与升压变压器高压侧母线（1）的连接线路上安装有第二电子式电流电压组合互感器（10）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520375989.4U CN204668958U (zh) | 2015-06-03 | 2015-06-03 | 新能源电站动态无功补偿设备应用装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520375989.4U CN204668958U (zh) | 2015-06-03 | 2015-06-03 | 新能源电站动态无功补偿设备应用装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204668958U true CN204668958U (zh) | 2015-09-23 |
Family
ID=54139305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201520375989.4U Active CN204668958U (zh) | 2015-06-03 | 2015-06-03 | 新能源电站动态无功补偿设备应用装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204668958U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104868485A (zh) * | 2015-06-03 | 2015-08-26 | 中国能源建设集团甘肃省电力设计院有限公司 | 新能源电站动态无功补偿设备应用方法与装置 |
| CN108808729A (zh) * | 2018-06-07 | 2018-11-13 | 中国华电科工集团有限公司 | 一种发电厂电气主接线的新型电路结构 |
-
2015
- 2015-06-03 CN CN201520375989.4U patent/CN204668958U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104868485A (zh) * | 2015-06-03 | 2015-08-26 | 中国能源建设集团甘肃省电力设计院有限公司 | 新能源电站动态无功补偿设备应用方法与装置 |
| CN108808729A (zh) * | 2018-06-07 | 2018-11-13 | 中国华电科工集团有限公司 | 一种发电厂电气主接线的新型电路结构 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104868485A (zh) | 新能源电站动态无功补偿设备应用方法与装置 | |
| CN103094911B (zh) | 优化直流弱受端电网svc动态无功补偿配置措施的方法 | |
| CN102904264B (zh) | 一种高压无功自动补偿装置 | |
| EP4075625A1 (en) | Sea island power transmission system and control method therefor | |
| CN104538988A (zh) | 分布式电源接入的电压稳定调节系统及其控制方法 | |
| CN106911135A (zh) | 一种集中补偿、混连式电动汽车充电系统 | |
| CN102904485A (zh) | 一种基于太阳能光伏发电的电能质量串联补偿器 | |
| CN203289107U (zh) | 多接入点光伏并网系统电能质量及无功电压协调控制装置 | |
| CN102916434A (zh) | 基于无功消耗的光伏电站无功补偿优化配置控制方法 | |
| Guo et al. | An overview of series-connected power electronic converter with function extension strategies in the context of high-penetration of power electronics and renewables | |
| CN204668958U (zh) | 新能源电站动态无功补偿设备应用装置 | |
| CN103501005A (zh) | 一种适用于风电的变压器感应滤波及无功补偿集成装置 | |
| CN203553941U (zh) | 一种适用于风电的变压器感应滤波及无功补偿集成装置 | |
| CN103326373B (zh) | 适用于多直流馈入电网的动态无功补偿装置的控制方法 | |
| CN102231572A (zh) | 从超高压、特高压交流输电线路沿线抽能供电方法及系统 | |
| CN204992581U (zh) | 一种运用于风电场的双电压等级中压段电气主接线 | |
| CN104362643B (zh) | 风电场无功补偿配置容量计算方法 | |
| CN201536265U (zh) | 一种基于igbt的兆乏级链式静止同步补偿器 | |
| CN206658051U (zh) | 一种低压混合型无功补偿成套设备 | |
| CN203859537U (zh) | 一种风电机组孤岛发生装置 | |
| CN112467756A (zh) | 一种无功补偿装置及方法 | |
| CN202084937U (zh) | Mcr型svc装置 | |
| CN202094644U (zh) | 高压静止无功发生器并网结构 | |
| CN206332455U (zh) | 一种面向城市配电网的柱上式电压无功综合补偿装置 | |
| CN204649913U (zh) | 一种链式statcom换流链端间耐压试验电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |