不同类型并联无功补偿装置协调运行与控制研究

摘要

随着FACTS技术的研究不断深入，电力系统中各种并联型无功调节装置在提高功率因数、稳定电压等方面发挥越来越重要的作用。然而随着各种不同类型无功调节装置的不断出现，必然会出现在同一条母线下挂接多个不同类型无功补偿装置的情形，因此不得不考虑各装置间的相互影响及协调控制问题。本文以Tsc+DSTATCOM，SVC+STATCOM这两类不同混合无功补偿系统为研究对象，分析这两类混合无功补偿系统中各个装置间的相互影响，并对其协调控制问题进行了研究。
　　 TSC和DSTATCOM是两类重要的低压配电网无功调节装置。本文通过分析在一条母线下TSC+DSTATCOM型混合无功补偿系统的单相等效电路，指出该混合无功补偿系统中TSC与DSTATCOM之间的响应速度的差别是影响DSTATCOM发挥其优良性能的主要原因。在此基础上，为消除响应速度的差异对DSTATCOM性能的影响，本文提出了基于多代理的两级协调控制策略。为验证该控制策略的有效性，本文搭建了混合无功补偿系统的仿真平台和实验平台，仿真和实验结果表明该控制策略有效地消除了同一条母线下TSC与DSTATCOM之间响应速度对DSTATCOM性能的影响，改善了系统的动态性能。
　　 SvC和STATCOM组成的混合无功补偿系统是本文研究的另外一个重点。通过仿真指出两者的耦合电抗和系统的短路容量是导致混合系统中SVC和STATCOM相互耦合的原因。为了消除SVC与STATCOM之间的相互耦合，在混合系统中实现无功的合理分配，提高系统的稳定性和动态运行性能，本文提出了基于斜率调节的协调控制策略。通过斜率的调节作用，在SVC和STATCOM之问实现合理的无功分配，保证STATCOM有足够的容量应付系统的暂态扰动。在装有SVC与STATCOM的电力系统模型中进行相应的仿真研究，结果表明该控制策略成功地消除了同一条母线下SVC与STATCOM控制器之间的耦合作用，使得混合系统的无功分配合理，控制电压的动态性能得到改善。