电力补偿器课件.ppt

1、第10章 电力电子开关型电力补偿控制器 1电力电子学电力电子学电力电子变换和控制技术（第三版）陈陈 坚坚 编著编著华中科技大学华中科技大学第10章 电力电子开关型电力补偿控制器 2第十章第十章 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(UPF

2、C*)10.9 统一电能质量控制器(UPQC*)第10章 电力电子开关型电力补偿控制器 3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章 电力电子开关型电力补偿控制器

3、 4简单输电系统无功导致电压损失!()/srLrVVVPRQ XV/LrVQ X V第10章 电力电子开关型电力补偿控制器 5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10章 电力电子开关型电力补偿控制器 6理想输电特性电源和补偿器均分线路无功!第10章 电力电子开关型电力补偿控制器 7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

4、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章 电力电子开关型电力补偿控制器 8TSC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10章 电力电子开关型电力补偿控制器 9TCR原理tVvdtdiLABsin22 tLVticoscos2222sin21LVILIVXTCR22

5、sin12第10章 电力电子开关型电力补偿控制器 10TCR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10章 电力电子开关型电力补偿控制器 11SVC=TSC+TCR特性:o协调电压控制o阻尼功率振荡作用:增加线路的输送容量 改善系统的稳定性 支撑已有的HVDC第10章 电力电子开关型电力补偿控制器 12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(S

6、TATCOM)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章 电力电子开关型电力补偿控制器 13TCSC原理：无C1()dLqIXX1()LqI q XX2VEIdIqI1sinqLdXXIE12cosqLqXXIVEsin1222qLdXXEVIVP12222cosqLqXXVEVIVQsin122qLEXXEVPP12coscosqLEXXVEEEIQ第10章 电力电子开关型电力补偿控制器 14TCSC=FC+TCRLIVXLC

7、L22sin11CXC1LCCCLLCABXXXXXXXX11sin12ABLqXXXEVP第10章 电力电子开关型电力补偿控制器 15TCSC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10章 电力电子开关型电力补偿控制器 16GCSC原理*tCItdtICtvtCcoscos2sin2122sin1CIVC 22sin11CIVXCC第10章 电力电子开关型电力补偿控制器 17GCSC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10章 电力电子开关型电力补偿控制器 18第第1010章章 电力电子开关型补偿

8、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章 电力电子开关型电力补偿控制器 19STATCOM原理LiSLSiLSiXVVjXVVjjXVVI同步电压源，感性、容性工作区。可控性强，损耗不大。第10章

9、 电力电子开关型电力补偿控制器 20STATCOM功率XVVXVVIVPSiSiPSsinXVVVXVVVIVQSiSSiSQScos第10章 电力电子开关型电力补偿控制器 21STATCOM控制幅值、相位控制框图。直流侧电压、无功功率闭环调节。第10章 电力电子开关型电力补偿控制器 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

10、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章 电力电子开关型电力补偿控制器 23SSSC原理IjkVVVABjkIVIVZBAABABI kVVVABIVPLjXVI与STATCOM电路对偶。阻抗与电压观点。第10章 电力电子开关型电力补偿控制器 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 P

11、WM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章 电力电子开关型电力补偿控制器 25HCC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10章 电力电子开关型电力补偿控制器 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、TCR)10.3 晶闸管开关型串联电容补偿(TCSC、GCSC

12、*)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章 电力电子开关型电力补偿控制器 27HVC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10章 电力电子开关型电力补偿控制器 28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(T

13、CSC、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章 电力电子开关型电力补偿控制器 29UPFC*=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10章 电力电子开关型电力补偿控制器 30UPFC*：有功、无功潮流

14、sin90coscos2222LPXVVIVIVIVPcos90sinsin2222LQXVVIVIVIVQsinsin22102LLXVVXVVPPPcoscos221202LLXVVVVXVQQQ第10章 电力电子开关型电力补偿控制器 31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(HCC)

15、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章 电力电子开关型电力补偿控制器 32UPQC*=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10章 电力电子开关型电力补偿控制器 33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10章 电力电子开关型电力补偿控制器 34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！