SVG控制原理介紹

1、SVGSVG控制原理介紹控制原理介紹 2 2 3 4 1 5 3 2 3 4 1 5 SVGSVG的基本工作原理的基本工作原理 4 等效電路及工作原理 SVG利用可關(guān)斷大功率電力電子器件 （如IGBT）組成橋式電路，經(jīng)過(guò)電 抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上，通過(guò)調(diào)節(jié)橋式電 路交流側(cè)輸出電壓的幅值和相位或者 直接控制其交流側(cè)電流就可以使該電 路吸收或者發(fā)出滿足要求的無(wú)功電流， 實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康摹?系統(tǒng) 適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)交流側(cè)輸出電壓幅值與系統(tǒng)電壓幅值的關(guān)系來(lái)確定輸 出功率的性質(zhì)與容量，當(dāng)其幅值大于系統(tǒng)側(cè)電壓幅值時(shí)輸出容性 無(wú)功，小于時(shí)輸出感性無(wú)功。 SVGSVG的運(yùn)行模式的運(yùn)行模式 H H橋級(jí)聯(lián)型橋級(jí)聯(lián)型SVG

2、SVG工作原理工作原理 級(jí)數(shù)越多，輸出電壓越逼近于正弦波 7 2 3 4 1 5 恒無(wú)功模式恒無(wú)功模式 n閉環(huán)恒SVG無(wú)功(屏蔽高級(jí)應(yīng)用模式） n閉環(huán)恒補(bǔ)償點(diǎn)無(wú)功 n閉環(huán)恒功率因數(shù) 恒電壓模式恒電壓模式 n利用SVG裝置對(duì)系統(tǒng)電壓的調(diào)節(jié)能力，不斷地 對(duì)系統(tǒng)電壓進(jìn)行調(diào)整，從而將系統(tǒng)電壓穩(wěn)定在 設(shè)定的參考值附近 恒電壓模式恒電壓模式 n典型的SVG穩(wěn)態(tài)U-I特性曲線，通常具有一個(gè)小 的斜率 n引入斜率控制SVG具有如下優(yōu)點(diǎn) l調(diào)節(jié)同樣目標(biāo)，大大地減小所需SVG的額定無(wú)功容量 l防止SVG過(guò)于頻繁地達(dá)到其輸出無(wú)功的最大限值 l在多個(gè)SVG并聯(lián)運(yùn)行的情況下，有利于各自輸出無(wú)功功率的合 理分配 恒電壓模

3、式恒電壓模式 l 引入斜率特性的電壓調(diào)節(jié)器引入斜率特性的電壓調(diào)節(jié)器 n為實(shí)現(xiàn)SVG電壓調(diào)差率的特性，在電壓調(diào)節(jié)器中增 加了SVG電流反饋的環(huán)節(jié) 諧波抑制功能諧波抑制功能 Main : Graphs 3.8200 3.8250 3.8300 3.8350 3.8400 3.8450 3.8500 3.8550 . . . -1.50 -1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00 1.50 y IaVapuIbIcVaVb Main : Graphs 1.120 1.130 1.140 1.150 1.160 1.170 1.180 1.190 . . . -2.00 -1.50 -1.0

4、0 -0.50 0.00 0.50 1.00 1.50 y IaIcVapuIbUdcbUdccUdcaVathd n檢測(cè)系統(tǒng)電流特定次諧波，輸出與之相反的電 壓與該電流進(jìn)行抵消 13 2 3 4 1 5 控制柜介紹控制柜介紹 14 控制系統(tǒng)主要包含核心主控裝置：控制系統(tǒng)主要包含核心主控裝置： PCS-9583PCS-9583以及閥組觸發(fā)控制單元以及閥組觸發(fā)控制單元 PCS-9589PCS-9589構(gòu)成。構(gòu)成。 控制柜主要完成如下功能：信號(hào)采控制柜主要完成如下功能：信號(hào)采 集，閥組脈沖的發(fā)生，應(yīng)用于不同集，閥組脈沖的發(fā)生，應(yīng)用于不同 場(chǎng)合控制策略的實(shí)現(xiàn)，場(chǎng)合控制策略的實(shí)現(xiàn)，SVGSVG系統(tǒng)的系

5、統(tǒng)的 自檢、監(jiān)視和保護(hù)等自檢、監(jiān)視和保護(hù)等 帶變壓器配置保護(hù)屏柜：帶變壓器配置保護(hù)屏柜：RCS9679RCS9679 變壓器保護(hù)變壓器保護(hù) 功率單元內(nèi)部原理圖功率單元內(nèi)部原理圖 15 PCS9583PCS9583主控單元板卡配置：主控單元板卡配置： 主要完成采樣數(shù)據(jù)的接收和計(jì)算處理，同步主要完成采樣數(shù)據(jù)的接收和計(jì)算處理，同步 鎖相及調(diào)制波的計(jì)算與發(fā)出，基本控制或相鎖相及調(diào)制波的計(jì)算與發(fā)出，基本控制或相 關(guān)邏輯計(jì)算，數(shù)字量開入開出處理，裝置管關(guān)邏輯計(jì)算，數(shù)字量開入開出處理，裝置管 理、對(duì)上位機(jī)通訊等功能。理、對(duì)上位機(jī)通訊等功能。 SVCSVC控制系統(tǒng)概述控制系統(tǒng)概述 PCS9589(VBC)PC

6、S9589(VBC)閥控單元板卡配置：閥控單元板卡配置： 主要完成將主控單元發(fā)來(lái)的調(diào)制波生成每個(gè)主要完成將主控單元發(fā)來(lái)的調(diào)制波生成每個(gè) 模塊的脈沖信號(hào)發(fā)給閥組，并對(duì)閥組進(jìn)行監(jiān)模塊的脈沖信號(hào)發(fā)給閥組，并對(duì)閥組進(jìn)行監(jiān) 視的功能。視的功能。 H H橋級(jí)聯(lián)型橋級(jí)聯(lián)型SVGSVG控制策略控制策略 17 PCPPCP、VBCVBC、SMCSMC協(xié)調(diào)配合協(xié)調(diào)配合 程序流程程序流程 模擬量采樣 1115 中斷，166.7us 通過(guò)負(fù)載電流 和母線電壓等 作瞬時(shí)無(wú)功計(jì)算 中斷開始 基于對(duì)稱分量 的同步鎖相 SMC接收驅(qū)動(dòng)觸發(fā)IGBT 中斷結(jié)束 功率外環(huán)功率外環(huán)形成三相調(diào)制波 鏈節(jié)平衡算法 形成每個(gè) 模塊調(diào)制波

7、FPGA交接 形成驅(qū)動(dòng) 保護(hù)配置保護(hù)配置 序號(hào)序號(hào)軟壓板軟壓板整定范圍整定范圍默認(rèn)值默認(rèn)值 過(guò)流I段投入0/11 過(guò)流II段投入0/11 過(guò)負(fù)荷保護(hù)告警投入0/11 過(guò)負(fù)荷跳閘投入0/11 零序過(guò)流投入0/11 負(fù)序過(guò)流投入0/11 進(jìn)線失流保護(hù)投入0/11 過(guò)電壓保護(hù)投入0/11 欠電壓保護(hù)投入0/11 欠電壓閉鎖投入0/11 失壓保護(hù)投入0/11 零序電壓保護(hù)投入0/11 負(fù)序電壓閉鎖保護(hù)投入0/11 過(guò)頻保護(hù)投入0/11 欠頻保護(hù)投入0/11 風(fēng)扇過(guò)溫保護(hù)投入0/11 風(fēng)扇失電保護(hù)投入0/11 預(yù)充電故障保護(hù)投入0/11 手動(dòng)誤合閘保護(hù)投入0/11 相間直流電壓不平衡保護(hù)投入0/11 2

8、1 2 3 4 1 5 主接線圖主接線圖 系統(tǒng)額定電壓 SVG額定容量 中壓側(cè)額定電壓 高壓側(cè)額定電壓 SVG每相鏈節(jié)數(shù) 目 SVG交流電感 定值與軟壓板定值與軟壓板 電壓調(diào)差率系數(shù) 脈沖提前點(diǎn)數(shù) 諧振系數(shù) 2次諧振調(diào)節(jié)器延時(shí)點(diǎn)數(shù) 3次諧振調(diào)節(jié)器延時(shí)點(diǎn)數(shù) 鏈節(jié)間電容平衡系數(shù) 相間電容平衡系數(shù) 解鎖測(cè)試脈沖解鎖時(shí)間 啟動(dòng)脈沖循環(huán)時(shí)間 無(wú)功死區(qū) 電壓死區(qū) FC手動(dòng)控制使能 手動(dòng)強(qiáng)制合FC支路開關(guān) 手動(dòng)強(qiáng)制分FC支路開關(guān) 后臺(tái)控制使能(測(cè)試) 強(qiáng)制閉鎖VBC壓板(測(cè)試) 強(qiáng)制解鎖VBC壓板(測(cè)試) 屏蔽鏈節(jié)間電壓控制策略(測(cè)試) 屏蔽相間電壓控制策略(測(cè)試) 投負(fù)序電流內(nèi)環(huán)控制(測(cè)試) 投負(fù)序電流前

9、饋控制(測(cè)試) 解鎖固定時(shí)間壓板投入(測(cè)試) SMC故障信息顯示壓板投入(測(cè)試) 軟壓板方式遙控啟機(jī) 軟壓板方式遙控停機(jī) 恒無(wú)功功率/恒電壓控制模式 恒無(wú)功功率/恒功率因數(shù)控制模式 屏蔽高級(jí)應(yīng)用恒SVG輸出無(wú)功方式 直流側(cè)電容電壓 指令值 直流側(cè)電壓 調(diào)節(jié)速率 24 2 3 4 1 5 一次上電前調(diào)試一次上電前調(diào)試 25 風(fēng)機(jī)電源相位的檢查試驗(yàn)風(fēng)機(jī)電源相位的檢查試驗(yàn) -600 -400 -200 0 200 400 600 550600650700750 校 P T電 壓 相 位 89_?-風(fēng) 機(jī) A B 線 電 壓 瞬 時(shí) 值 E lectrotek Concepts?TO P , The

10、O utput P rocessor? M a g n it u d e ( M a g ) Tim e (m s) 校 P T電 壓 相 位 89_?-風(fēng) 機(jī) A B 線 電 壓 瞬 時(shí) 值 DE RIV E D啟 動(dòng) 柜 A B 電 壓 *800-10K V 啟 動(dòng) 柜 A 相 電 壓 瞬 時(shí) 值 啟動(dòng)柜啟動(dòng)柜PT的一二次相位校驗(yàn)的一二次相位校驗(yàn) 將風(fēng)機(jī)電源加到啟動(dòng)柜PT的一次側(cè)，通過(guò) 二次側(cè)電壓錄波與風(fēng)機(jī)電源電壓之間的相位 對(duì)比，來(lái)判斷出PT的一二次相序是否連接 正確。由于風(fēng)機(jī)電源電壓在錄波中為線電壓， 而啟動(dòng)柜中的PT電壓采樣為相電壓，所以 錄波對(duì)比過(guò)程要將PT的電壓折算到線電壓 并且

11、放大才能與風(fēng)機(jī)電源電壓進(jìn)行比較 一次上電前調(diào)試一次上電前調(diào)試 26 -4 0 -2 0 0 2 0 4 0 5 2 05 4 05 6 05 8 06 0 06 2 06 4 06 6 0 校 進(jìn) 線 C T 的 方 向 1_?-35kV 母 線 A 相 電 壓 瞬 時(shí) 值 E lectro te k C o n ce p ts?TO P , The O u tp u t P ro ce sso r? M a g n it u d e ( M a g ) Tim e (m s) 校 進(jìn) 線 C T的 方 向 1 _ ?-3 5 kV 母 線 A 相 電 壓 瞬 時(shí) 值 校 進(jìn) 線 C T的 方

12、 向 1 2 _? -3 5 kV 母 線 進(jìn) 線 A 相 電 流 瞬 時(shí) 值 進(jìn)線進(jìn)線CT方向校驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方向校驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 在投運(yùn)前并且進(jìn)線有負(fù)荷時(shí)候，需要校驗(yàn) CT的方向是否為規(guī)定的方向。比較進(jìn)線電 流方向與電壓方向之間的相位，可以確定進(jìn) 線CT的方向有沒有接正確。 校驗(yàn)系統(tǒng)一次電壓的相位校驗(yàn)系統(tǒng)一次電壓的相位 可以看出進(jìn)線電流與電壓方向角度較小，所 傳輸功率幾乎為有功。若以流入負(fù)荷為正方 向，此時(shí)電網(wǎng)向負(fù)荷傳輸功率。但是實(shí)際上 該變電站為發(fā)電廠，當(dāng)前有功是從負(fù)荷流入 電網(wǎng)。所以這里CT的方向有誤，可以在程 序中將電流采樣乘以負(fù)號(hào)加以修正。 預(yù)充電實(shí)驗(yàn)預(yù)充電實(shí)驗(yàn) 27 -15 -10 -5 0 5

13、 10 15 1050110011501200125013001350 合 開 關(guān) 15_?-S V G 系 統(tǒng) A 相 測(cè) 量 電 流 瞬 時(shí) 值 E lectrotek Concepts?TO P , The O utput P rocessor? M a g n it u d e ( M a g ) Tim e (m s) 合 開 關(guān) 15_?-S V G 系 統(tǒng) A 相 測(cè) 量 電 流 瞬 時(shí) 值合 開 關(guān) 7_?-10kV 啟 動(dòng) 柜 A 相 電 壓 瞬 時(shí) 值 校驗(yàn)校驗(yàn)CT方向并同時(shí)檢驗(yàn)站內(nèi)電壓相序方向并同時(shí)檢驗(yàn)站內(nèi)電壓相序 以流入SVG本體為正，電流經(jīng)過(guò)預(yù)充電 電阻消耗有功。CT

14、方向?yàn)檎_ 合上開關(guān)一瞬間，由于對(duì)電容進(jìn)行充電 預(yù)充電實(shí)驗(yàn)預(yù)充電實(shí)驗(yàn) 28 帶變壓器升壓的SVG:將實(shí)際的35kV/10kV變壓器等效 為一個(gè)理想的35kV/10kV變壓器和一個(gè)電抗器的組合。 1/ 1/ 1/ aconvsasb bconvsbsc cconvscsa uUuu uUuu uUuu -1 0 -5 0 5 1 0 5 7 05 8 05 9 06 0 06 1 06 2 06 3 0 校 10kV 控 制 電 壓 4_?-10kV 控 制 用 A 相 電 壓 瞬 時(shí) 值 E le ctro te k C o n ce p ts?TO P , Th e O u tp u t P ro ce sso r? M a g n it u d e ( M a g ) Tim e (m s) 校 1