电力补偿器学习.pptx

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1、1第第1010章章 电力电子开关型补偿控制器电力电子开关型补偿控制器10.1 电力传输基本运行特性 10.2 晶闸管开关型并联补偿控制器(TSC、TCR)10.3 晶闸管开关型串联电容补偿 (TCSC、GCSC*)10.4 PWM变流器型静止同步并联补偿器 (STATCOM)10.5 PWM变流器型静止同步串联补偿器(SSSC) 10.6 谐波电流补偿器(HCC) 10.7 谐波电压补偿器(HVC) 10.8 统一潮流控制器(UPFC*) 10.9 统一电能质量控制器(UPQC*) 第1页/共33页2简单输电系统无功导致电压损失!()/srLrVVVPRQ XV/LrVQ X V第2页/共33

2、页3有功无功潮流sin/rprsPVIVVX(cos)rsrLrqLV VVQQV IX(cos )ssrsLV VVQX无功减小输电功率!(cos )/CrqCrrsQVIV VVX第3页/共33页4理想输电特性电源和补偿器均分线路无功!第4页/共33页5第第1010章章 电力电子开关型补偿控制器电力电子开关型补偿控制器10.1 电力传输基本运行特性 10.2 晶闸管开关型并联补偿控制器(TSC、TCR)10.3 晶闸管开关型串联电容补偿 (TCSC、GCSC*)10.4 PWM变流器型静止同步并联补偿器 (STATCOM)10.5 PWM变流器型静止同步串联补偿器(SSSC) 10.6 谐

3、波电流补偿器(HCC) 10.7 谐波电压补偿器(HVC) 10.8 统一潮流控制器(UPFC*) 10.9 统一电能质量控制器(UPQC*) 第5页/共33页6TSC原理与特性价格便宜，控制简单。电压过零投切，不能相控！sin222IIfCVXVIQCC 22sinfVIC第6页/共33页7TCR原理tVvdtdiLABsin22 tLVticoscos2222sin21LVILIVXTCR22sin12第7页/共33页8TCR特性能连续调节，可与TSC配合使用。导通延迟控制产生谐波电流！能多个并联使用。第8页/共33页9SVC=TSC+TCR特性:o协调电压控制o阻尼功率振荡作用: 增加线

4、路的输送容量 改善系统的稳定性 支撑已有的HVDC第9页/共33页10第第1010章章 电力电子开关型补偿控制器电力电子开关型补偿控制器10.1 电力传输基本运行特性 10.2 晶闸管开关型并联补偿控制器(TSC、TCR)10.3 晶闸管开关型串联电容补偿 (TCSC、GCSC*)10.4 PWM变流器型静止同步并联补偿器 (STATCOM)10.5 PWM变流器型静止同步串联补偿器(SSSC) 10.6 谐波电流补偿器(HCC) 10.7 谐波电压补偿器(HVC) 10.8 统一潮流控制器(UPFC*) 10.9 统一电能质量控制器(UPQC*) 第10页/共33页11TCSC原理：无C1(

5、)dLqIXX1()LqI q XX2VEIdIqI1sinqLdXXIE12cosqLqXXIVEsin1222qLdXXEVIVP12222cosqLqXXVEVIVQsin122qLEXXEVPP12coscosqLEXXVEEEIQ第11页/共33页12TCSC=FC+TCRLIVXLCL22sin11CXC1LCCCLLCABXXXXXXXX11sin12ABLqXXXEVP第12页/共33页13TCSC特性能连续调节，容性与感性工作区。TCR导通延迟控制产生谐波电流！TCR支路增加电阻可抑制次同步振荡（SSRD）。第13页/共33页14GCSC原理* tCItdtICtvtCcos

6、cos2sin2122sin1CIVC 22sin11CIVXCC第14页/共33页15GCSC特性*能连续调节。关断延迟控制产生谐波电压！能串联使用。第15页/共33页16第第1010章章 电力电子开关型补偿控制器电力电子开关型补偿控制器10.1 电力传输基本运行特性 10.2 晶闸管开关型并联补偿控制器(TSC、TCR)10.3 晶闸管开关型串联电容补偿 (TCSC、GCSC*)10.4 PWM变流器型静止同步并联补偿器 (STATCOM)10.5 PWM变流器型静止同步串联补偿器(SSSC) 10.6 谐波电流补偿器(HCC) 10.7 谐波电压补偿器(HVC) 10.8 统一潮流控制器

7、(UPFC*) 10.9 统一电能质量控制器(UPQC*) 第16页/共33页17STATCOM原理LiSLSiLSiXVVjXVVjjXVVI同步电压源，感性、容性工作区。可控性强，损耗不大。第17页/共33页18STATCOM功率XVVXVVIVPSiSiPSsinXVVVXVVVIVQSiSSiSQScos第18页/共33页19STATCOM控制幅值、相位控制框图。直流侧电压、无功功率闭环调节。第19页/共33页20第第1010章章 电力电子开关型补偿控制器电力电子开关型补偿控制器10.1 电力传输基本运行特性 10.2 晶闸管开关型并联补偿控制器(TSC、TCR)10.3 晶闸管开关型

8、串联电容补偿 (TCSC、GCSC*)10.4 PWM变流器型静止同步并联补偿器 (STATCOM)10.5 PWM变流器型静止同步串联补偿器(SSSC) 10.6 谐波电流补偿器(HCC) 10.7 谐波电压补偿器(HVC) 10.8 统一潮流控制器(UPFC*) 10.9 统一电能质量控制器(UPQC*) 第20页/共33页21SSSC原理IjkVVVABjkIVIVZBAABABI kVVVABIVPLjXVI与STATCOM电路对偶。阻抗与电压观点。第21页/共33页22第第1010章章 电力电子开关型补偿控制器电力电子开关型补偿控制器10.1 电力传输基本运行特性 10.2 晶闸管开

9、关型并联补偿控制器(TSC、TCR)10.3 晶闸管开关型串联电容补偿 (TCSC、GCSC*)10.4 PWM变流器型静止同步并联补偿器 (STATCOM)10.5 PWM变流器型静止同步串联补偿器(SSSC) 10.6 谐波电流补偿器(HCC) 10.7 谐波电压补偿器(HVC) 10.8 统一潮流控制器(UPFC*) 10.9 统一电能质量控制器(UPQC*) 第22页/共33页23HCC原理并联型有源电能质量调节：电流谐波抑制和无功补偿。第23页/共33页24第第1010章章 电力电子开关型补偿控制器电力电子开关型补偿控制器10.1 电力传输基运行特性 10.2 晶闸管开关型并联补偿控

10、制器(TSC、TCR)10.3 晶闸管开关型串联电容补偿 (TCSC、GCSC*)10.4 PWM变流器型静止同步并联补偿器 (STATCOM)10.5 PWM变流器型静止同步串联补偿器(SSSC) 10.6 谐波电流补偿器(HCC) 10.7 谐波电压补偿器(HVC) 10.8 统一潮流控制器(UPFC*) 10.9 统一电能质量控制器(UPQC*) 第24页/共33页25HVC原理串联型有源电能质量调节：电压谐波隔离和动态恢复。第25页/共33页26第第1010章章 电力电子开关型补偿控制器电力电子开关型补偿控制器10.1 电力传输基运行特性 10.2 晶闸管开关型并联补偿控制器(TSC、

11、TCR)10.3 晶闸管开关型串联电容补偿 (TCSC、GCSC*)10.4 PWM变流器型静止同步并联补偿器 (STATCOM)10.5 PWM变流器型静止同步串联补偿器(SSSC) 10.6 谐波电流补偿器(HCC) 10.7 谐波电压补偿器(HVC) 10.8 统一潮流控制器(UPFC*) 10.9 统一电能质量控制器(UPQC*) 第26页/共33页27UPFC*=STATCOM+SSSC变流器I在逆变状态向电网送出有功功率时， 变流器II则高频整流状态从电网吸取有功功率。变流器I在高频整流状态从电网吸取有功功率时， 变流器II则逆变状态向电网送出有功功率。第27页/共33页28UPF

12、C*：有功、无功潮流sin90coscos2222LPXVVIVIVIVPcos90sinsin2222LQXVVIVIVIVQsinsin22102LLXVVXVVPPPcoscos221202LLXVVVVXVQQQ第28页/共33页29第第1010章章 电力电子开关型补偿控制器电力电子开关型补偿控制器10.1 电力传输基运行特性 10.2 晶闸管开关型并联补偿控制器(TSC、TCR)10.3 晶闸管开关型串联电容补偿 (TCSC、GCSC*)10.4 PWM变流器型静止同步并联补偿器 (STATCOM)10.5 PWM变流器型静止同步串联补偿器(SSSC) 10.6 谐波电流补偿器(HC

13、C) 10.7 谐波电压补偿器(HVC) 10.8 统一潮流控制器(UPFC*) 10.9 统一电能质量控制器(UPQC*) 第29页/共33页30UPQC*=HCC+HVCUPFC用于控制输电系统的功率潮流，UPQC则用于调节配电系统的电能质量。这种双变换器串并联结构如用于不停电电源领域，则可称之为增量式UPS。第30页/共33页31全章小结（1） 利用电力半导体开关器件可以调控电感、电容、电阻的数值； 利用电力电子开关组成的开关型电力变换电路可以构成各种类型的电压、电流补偿器和控制器。 利用这些电力补偿器和控制器：可以改变电网等效负载的感抗、容抗和电压、电流；可以补偿谐波电流和谐波电压；可以调控电网负载的基波电压的大小和相位；可以补偿线路电抗；可以改变输电线路的有功和无功功率，并对电力系统的功率平衡进行快速、灵活、有效的调节和控制。第31页/共33页32全章小结（2）引入了大功率半导体开关型电力变换器、补偿器、控制器以后，原有电力系统的结构将发生重大变化。传统的电力系统将成为一个运行更加安全、可靠、经济、控制灵活的柔性电力系统，传统的电力技术将发生革命性的变革！第32页/共33页第10章 电力电子开关型电力补偿控制器 33感谢您的观看！第33页/共33页