[00130294]基于STATCOM+TSC的新型电能质量治理系统的研究与应用

本项目为国网河南省电力公司计划科技项目。 随着经济的发展,各工厂对电能的需求越来越大,对电能质量的要求也越来越严格。在此背景下,用电量的急剧增加和国内各大型电厂的建设投产,将形成大规模的联合供电系统。但是如何保证电力系统安全、经济、稳定地运行以及保障供电质量是目前的一个重大而迫切的问题。 本项目综合STATCOM和TSC的优点,项目提出了一种基于级联多电平静止同步补偿器（STATCOM,也称SVG）与晶闸管投切电容器（TSC）相结合的新型电能质量治理系统拓扑结构,并以此进行了STATCOM与TSC参数设计及仿真研究、STATCOM与TSC系统设计、STATCOM与TSC控制系统和控制策略研究、STATCOM+TSC新型电能质量治理装置研制研制,实现了低成本大容量的无功和谐波的快速综合治理,具有易于工程实施、补偿效果好、节能降耗、性价比高等显著特点,项目实施后产生了良好的经济和社会效应。 本项目研制的装置中STATCOM采用链式多电平变流器拓扑结构,与TSC配合可以实现有级加无级的连续补偿,实现无功大容量平滑调节。项目提出了基于瞬时功率平衡的三相系统双闭环控制策略;采用了基于双DSP与双FPGA组成的四核控制器,提高了计算效率和精度;解决了高精度锁相、窄脉冲处理及死区生成等难题;采取了载波变频的谐波抑制策略,提高有源容量。项目的主要技术特点包括： 1、提出基于H桥模块的级联式STATCOM与TSC相结合新型电能质量治理系统拓扑结构,充分利用STATCOM容量,综合考虑STATCOM和TSC的相互影响,采用分频分相的谐波补偿策略,实现低成本低运行损耗的高性能电能质量综合治理。 2、提出了一种新型过零投切多组电容器的高压电子开关装置及方法,实现实时快速补偿电网无功功率,保证无涌流、无过电压、对电容器组的无损频繁投切。 3、提出了一种新型电力设备并柜连接技术,有效地解决装置体积过大、功率单元模块与变压器之间连接电缆布线复杂、散热不佳、制作周期长、可维护性不佳的技术问题。 4、开发了一种高压电气设备温度监测装置及系统,在隔离高压对温度测量影响的同时,使温度监测电路的结构进一步简化、可靠性提高、精度增加、传输距离增长、成本降低。 本项目成果的推广应用将有利于提高电网的电能质量和电网自身的安全性,有利于减小生产和工程成本,节约各种资源,有利于电网建设的发展,符合国家节能减排政策,具有显著的经济、社会意义。