SVG控制原理介绍

电压调差率系数 脉冲提前点数 谐振系数 2次谐振调节器延时点数
FC手动控制使能 手动强制合FC支路开关 手动强制分FC支路开关 后台控制使能(测试) 强制闭锁VBC压板(测试)
3次谐振调节器延时点数
链节间电容平衡系数 相间电容平衡系数 解锁测试脉冲解锁时间 启动脉冲循环时间 无功死区 电压死区
强制解锁VBC压板(测试) 屏蔽链节间电压控制策略(测试)
SVC控制系统概述
• PCS9589(VBC)阀控单元板卡配置：
主要完成将主控单元发来的调制波生成每个 模块的脉冲信号发给阀组，并对阀组进行监 视的功能。
2 1 2 2 A
2 2 1 2 A
2 2 1 2 A
2 2 1 2 A
2 3 0 2 A
H桥级联型SVG控制策略
17
PCP、VBC、SMC协调配合
+
_

U
P
STATCOM 电流控制
QSTATCOM
I
Vmeans
PI控制
恒电压模式


典型的SVG稳态U-I特性曲线，通常具有一个小 的斜率
引入斜率控制SVG具有如下优点


调节同样目标，大大地减小所需SVG的额定无功容量
防止SVG过于频繁地达到其输出无功的最大限值 在多个 SVG 并联运行的情况下，有利于各自输出无功功率 的合理分配
屏蔽相间电压控制策略(测试)
投负序电流内环控制(测试) 投负序电流前馈控制(测试) 解锁固定时间压板投入(测试) SMC故障信息显示压板投入(测试)
24
1
基本原理概述
工作模式介绍 控制系统介绍 相关定值软压板介绍 调试经验介绍
2
3
4 5
一次上电前调试
风机电源相位的检查试验
25
启动柜PT的一二次相位校验

检测系统电流特定次谐波，输出与之相反的电 压与该电流进行抵消
13
1
基本原理概述
工作模式介绍 控制系统介绍 相关定值软压板介绍 录波及调试经验介绍
2
3
4 5
控制柜介绍
• 控制系统主要包含核心主控装置： PCS-9583以及阀组触发控制单元 PCS-9589构成。 控制柜主要完成如下功能：信号采 集，阀组脉冲的发生，应用于不同 场合控制策略的实现，SVG系统的 自检、监视和保护等
校 P T 电 压 相 位 > 8 9 _ ? -风 机 A B 线 电 压 瞬 时 值
校 P T电 压 相 位 > 8 9 _ ? -风 机 A B 线 电 压 瞬 时 值
600 D E R IV E D > 启 动 柜 A B 电 压 *8 0 0 -1 0 K V 启 动 柜 A 相 电 压 瞬 时 值
预充电实验
断路器柜
28
35kV
带变压器升压的SVG:将实际的35kV/10kV变压器等效 为一个理想的35kV/10kV变压器和一个电抗器的组合。
1QF
PT1
测量CT1 保护CT2 保护CT3
ua 1/ U conv usa usb ub 1/ U conv usb usc uc 1/ U conv usc usa
H桥级联型SVG工作原理
A B C
U + - U
#1链节 #2链节 #1链节 #2链节 #3链节 #1链节 #2链节 #3链节
STATCOM 基本单元
#3链节
+U
输出电压
#11链 节 冗余链 节
S1 S3
#11链 节 冗余链 节
#11链 节 冗余链 节
0 -U
+ udc _
+
uac
Rp
S2
iac
S4
0
-2 0
-4 0 520
540
560
580 T im e ( m s)
600
620
640
660
E le c tr o te k C o n ce p ts ?
T O P , T h e O u tp u t P r o ce sso r ?
校验系统一次电压的相位
预充电实验
校验CT方向并同时检验站内电压相序
5
M a g n it u d e
0
-5
以流入SVG本体为正，电流经过预充电 电阻消耗有功。CT方向为正确
1100 1150 1200 T im e (m s) 1250 1300 1350
-1 0
-1 5 1050 E le ctro te k C o n ce p ts?
T O P , T h e O u tp u t P ro ce sso r?
U
P
I
STATCO M电流控 制
QSTATCOM
Vmeans
PI控制
谐波抑制功能
Main : Graphs
1.50 1.00 0.50 0.00 0.00
y
Main : Graphs
Udcc Udca Vathd 1.50 1.00 0.50 Ia Vapu Ib Ic Va Vb
Ia
Ic
Vapu
_

STATCOM 电流控制
QSTATCOM
QC

PNET
COS REF
闭环恒功率因数
计算
Qref +
Qnet
_

无功 调节器
_

STACOM电 流控制
QSTATCOM
QC
恒电压模式

利用 SVG 装置对系统电压的调节能力，不断地 对系统电压进行调整，从而将系统电压稳定在 设定的参考值附近
Vref
校 1 0 k V 控 制 电 压 > 4 _ ? -1 0 k V 控 制 用 A 相 电 压 瞬 时 值
校 1 0 kV 控 制 电 压 > 4 _ ? -1 0 kV 控 制 用 A 相 电 压 瞬 时 值
10
变压器 1QS 35kV/10kV
1DS
启动柜 2QS PT2 2DS R 1KM
_
级数越多，输出电压越逼近于正弦波
7
1
基本原理概述
工作模式介绍 控制系统介绍 相关定值软压板介绍 录波及调试经验介绍
2
3
4 5
恒无功模式

闭环恒SVG无功(屏蔽高级应用模式）
QREF
电压 电流

瞬时无功功 率计算

PI

STATCOM 控制参考定值

闭环恒补偿点无功
_
Qref &
400
(M a g )
200
0
-2 0 0
-4 0 0
将风机电源加到启动柜PT的一次侧，通过 二次侧电压录波与风机电源电压之间的相位 对比，来判断出PT的一二次相序是否连接 正确。由于风机电源电压在录波中为线电压， 而启动柜中的PT电压采样为相电压，所以 录波对比过程要将PT的电压折算到线电压 并且放大才能与风机电源电压进行比较
负载曲线1 负载曲线2 负载曲线3
UT
U T U REF
X
U
Iq
U REF
U U
STATCOM
ICMAX
I LMAX
恒电压模式
引入斜率特性的电压调节器

为实现 SVG 电压调差率的特性，在电压调节器 中增加了SVG电流反馈的环节
斜率
Vref
_
K
I SVG SVG电流
Vref +
_

Ib
Udcb
-0.50 -1.00 -1.50 -2.00 1.120 1.130 1.140 1.150 1.160 1.170 1.180 1.190 ... ... ...
y
-0.50 -1.00 -1.50 3.8200 3.8250 3.8300 3.8350 3.8400 3.8450 3.8500 3.8550 ... ... ...
21
1
基本原理概述
工作模式介绍 控制系统介绍 相关定值软压板介绍 录波及调试经验介绍
2
3
4 5
主接线图
10kV
断路器柜 1QF PT1
测量CT1 保护CT2 保护CT3 断路器柜 1QF PT1
35kV
测量CT1 保护CT2
系统额定电压
电抗器
SVG额定容量
中压侧额定电压
变压器 1QS 35kV/10kV
通过负载电流 和母线电压等 作瞬时无功计算
链节平衡算法 形成每个 模块调制波
形成三相调制波
功率外环
功率外环
FPGA交接 形成驱动
SMC接收驱动触发IGBT
中断结束
保护配置
序号 过流I段投入 过流II段投入 过负荷保护告警投入 过负荷跳闸投入 零序过流投入 负序过流投入 进线失流保护投入 过电压保护投入 欠电压保护投入 欠电压闭锁投入 失压保护投入 零序电压保护投入 负序电压闭锁保护投入 过频保护投入 欠频保护投入 风扇过温保护投入 风扇失电保护投入 预充电故障保护投入 手动误合闸保护投入 相间直流电压不平衡保护投入 软压板 整定范围 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 默认值 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1DS
启动柜
高压侧额定电压
PT2 R 1KM
启动柜
SVG每相链节数 目 SVG交流电感
2QS PT2 2DS R 1KM
测量CT3 保护CT4
测量CT4 保护CT5 保护CT6
功率柜
功率柜
SVG
SVG
定值与软压板
直流侧电容电压 指令值 直流侧电压 调节速率
软压板方式遥控启机 软压板方式遥控停机 恒无功功率/恒电压控制模式 恒无功功率/恒功率因数控制模式 屏蔽高级应用恒SVG输出无功方式
合 开 关 > 1 5 _ ? -S V G 系 统 A 相 测 量 电 流 瞬 时 值
15
27
合 开 关 > 1 5 _ ? -S V G 系 统 A 相 测 量 电 流 瞬 时 值
合 开 关 > 7 _ ? -1 0 kV 启 动 柜 A 相 电 压 瞬 时 值
10
(M a g )
合上开关一瞬间，由于对电容进行充电
开机 手动 自动 停机
14
带变压器配置保护屏柜：RCS9679 变压器保护
模式切换 复位
紧急停机
功率单元内部原理图
• PCS9583主控单元板卡配置：
15
主要完成采样数据的接收和计算处理，同步 锁相及调制波的计算与发出，基本控制或相 关逻辑计算，数字量开入开出处理，装置管 理、对上位机通讯等功能。
SVG控制原理介绍
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1
基本原理概述
工作模式介绍 控制系统介绍 相关定值软压板介绍 录波及调试经验介绍
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1
基本原理概述
工作模式介绍 控制系统介绍 相关定值软压板介绍 录波及调试经验介绍
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3
4 5
SVG的基本工作原理
4
路
L
STATCOM IC
SVG 利用可关断大功率电力电子器件 VS 系统电压 （如IGBT）组成桥式电路，经过电 VC STATCOM 输出电压 抗器并联在电网上，通过调节桥式电 IC STATCOM 输出电流 路交流侧输出电压的幅值和相位或者 系统 直接控制其交流侧电流就可以使该电 VL 连接电抗器电压 路吸收或者发出满足要求的无功电流， VC 和 VS 的相角差 实现动态无功补偿的目的。
I

I

X L
VS

VL
VS VC

U VI
VC VL

U L jX I
US



S
US
IC

UL
VC
UI

US
电流超前

U LI jX I C
UI

I


电流滞后
VS
VL

VS VL
等效电路及工作原理
VC IC
VS
SVG的运行模式
适当地调节交流侧输出电压幅值与系统电压幅值的关系来确定输 出功率的性质与容量，当其幅值大于系统侧电压幅值时输出容性 无功，小于时输出感性无功。
600 650 T im e (m s) 700 750 T O P , T h e O u tp u t P ro ce sso r?
E le ctro te k C o n ce p ts?
M a g n it u d e
-6 0 0 550
一次上电前调试
进线CT方向校验实验
校 进 线 C T 的 方 向 > 1 _ ? -3 5 kV 母 线 A 相 电 压 瞬 时 值
负 载
电流采样 无功检测
PCP
park变换
id iq
. . . . . . . . 直流 . 检测

iqref
锁 相 环
e
直流 电压 调节 器
光 纤
控制算法 模块
光 纤 光 纤

驱动
A相脉冲 发生器
B相脉冲 发生器
C相脉冲 发生器
VBC
功率模块
程序流程
1115 中断，166.7us 中断开始 模拟量采样 基于对称分量 的同步锁相
校 进 线 C T 的 方 向 > 1 _ ? - 3 5 kV 母 线 A 相 电 压 瞬 时 值
40
26
校 进 线 C T 的 方 向 > 1 2 _ ? - 3 5 kV 母 线 进 线 A 相 电 流 瞬 时 值
M a g n it u d e ( M a g )
20
在投运前并且进线有负荷时候，需要校验 CT的方向是否为规定的方向。比较进线电 流方向与电压方向之间的相位，可以确定进 线CT的方向有没有接正确。 可以看出进线电流与电压方向角度较小，所 传输功率几乎为有功。若以流入负荷为正方 向，此时电网向负荷传输功率。但是实际上 该变电站为发电厂，当前有功是从负荷流入 电网。所以这里CT的方向有误，可以在程 序中将电流采样乘以负号加以修正。