PDF《换流链等效试验》

② 换流链中每一个链节都能够达到额定电流运行. ③可 以实现容性和感性两个方向的无功功率试验. 目前的测试方法主要是采用另一套大容量高 压链式 STATCOM 装置对试验装置进行无功补偿, 从而实现满功率运行. 但是这种试验方案存在着几 个难以避免的缺陷: ①大容量高压链式 STATCOM 成本很高,需要数千万元投入;

②在大容量高压链 式STATCOM 并网过程中,暂态过程带来的并网电 流仍然会对交流电网构成冲击;

③两套链式STATCOM 之间必须进行协调控制, 一套需要能够 完全补偿另一套发出的无功功率,否则该无功功率 会直接影响到试验接入点的电网特性;

④整条换流 链链节数很多,一旦发生故障,很难快速定位. 因此, 国内外只有少数研究机构具备全功率试验条 件, 这必然限制高压大容量链式 STATCOM 的发 展,换流链等效试验显得尤为重要. 本文提出了一种新型的大容量高压链式 STA鄄TCOM 的换流链全功率等效试验方法. 首先通过直 流电源对换流链进行充电,使其接近于直流电容额 定电压;

然后断开充电电源,在部分链节的直流侧 接入补能电源,该电源的容量仅需要满足在试验过 程中换流链的损耗能量即可;

最后通过恒电压鄄恒 电流控制策略, 将一条换流链等效为逆变电源,另 一条换流链等效为可控电流源,从而实现逆变电源 侧容性全功率运行,换流链侧感性全功率运行达到 换流链全功率等效试验的目的.

1 换流链等效试验方法 1.1 试验拓扑 传统的 STATCOM 换流链全功率等效试验拓 扑结构如图

1 所示, 两条换流链相当于

2 个单相 STATCOM,在试验过程中,一条换流链产生感性无 功电流,另一条换流链产生容性无功电流. 这种拓 扑结构可能在启动过程对交流电网产生冲击,并且 受到控制精度的限制,所产生的无功电流不可能完 全抵消,这会造成功率因数下降等电能质量问题. 换流链等效试验平台是由一

1 套高压直流电 源和

2 套低压直流电源构成. 其中高压直流电源由 调压器、高压隔离变压器和高压整流桥构成,低压 直流电压由调压器、低压隔离变压器和低压整流桥 构成. 高压直流电源接入到两条换流链的公共逆变 侧用于充电,两个低压电源分别接入到每条换流链 一个链节的直流侧用于补能,如图

2 所示. 图1传统的 STATCOM 换流链全功率等效试验拓扑 Fig.1 Topology of full power test equivalent for traditional convert chain STATCOM 图2直流供电 STATCOM 换流链全功率等效试验拓扑 Fig.2 Topology of full power equivalent test for STATCOM convert chain with DC power supply Udc Udc Udc Udc Udc R L ir R1 vr1 vr2 QS1 Udc QS2 REC1 REC2 QS3 REC3 TY3 G3 TY2 G2 TY1 G1 交流链1交流链2Udc Udc G1 L L Udc Udc 张扬,等:基于直流供电的大功率高压链式 STATCOM 的换流链等效试验

95 总第

73 期电源学报图中,QS

1、QS

2、QS3 为断路器,TY

1、TY2 和TY3 为可调变压器,REC

1、REC2 和REC3 为整流 桥,L 为两条换流链之间的电感,vr1 和vr2 为两条换 流链的端电压,ir 为换流链之间的电流. 该拓扑下 没有通过交流并入电网,因此不存在无功功率流入 电网中,也即最终总的无功功率为 0. 1.2 试验原理 试验采用直流电源供电,两条换流链逆变产生 电压,电压差在电感上产生以无功电流为主的可控 电流. 分析电感两端的电压,则有 v 觯r1-v 觯r2 = L di 觯r dt +Ri 觯r (1) 可知,换流链之间的电流,实际上是取决于两 条换流链之间的电压差和阻抗. 考虑到稳态过程中 每条换流链的直流电容电压趋于额定电压,即u11 = u12 = … = u1N ≈ udc u21 = u21 = … = u2N ≈ udc 式中:u11~u1N 为第