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国际先进研究期刊》的研究在电子、电子、仪表工程

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的并联补偿提高电压稳定使用静态无功补偿器(SVC)在电力传输系统

Shervin Samimian德黑兰的1,Peyman Salmanpour Bandaghiri2
科技大学学生,Amirkabir德黑兰理工,伊朗
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文摘

系统的电压稳定影响系统的无功功率极限。事实设备提高系统中的无功功率流从而提高电压稳定,这些都是用来控制传输电压、功率流、动态响应和减少输电线路的无功损失。本文探讨了SVC对静态电压稳定的影响,提出了静态无功补偿器(SVC)对电压的影响变量配置文件和无功功率负载条件下研究提出了静态方法和模态分析一样,两个总线戴维南等效和延续功率流方法来预测电力系统电压崩溃的总线。WSCC 3-machine 9-bus系统被用来演示SVC的能力在提高电压稳定裕度。这些事实控制器有助于提高负载能力的权力网络。模型凌和仿真的方法,使用MATLAB / SIMULINK进行了软件。

关键字
事实,SVC,电压稳定。

介绍
今天的改变电力系统创建一个越来越需要灵活性,可靠性、快速响应和准确性在发电、输电、配电和消费。灵活交流输电系统(事实)是新设备来自最近的创新技术,能改变电压、相角和/或电力系统阻抗在特定点。他们的快速反应提供了一个高潜力增强除了稳态流控制电力系统稳定。事实控制器中,静态无功补偿器(SVC)提供快速代理动态无功补偿电压支持在应急事件,否则长时间抑制电压。电力公司的重要的操作任务是保持电压允许范围内高质量的客户服务。增加电力需求近年来被观察到世界各地。现有的输电线路正在越来越多的压力。这类系统通常受到电压不稳定;有时一个电压崩溃。电压崩溃已经变得越来越威胁到电力系统安全性和可靠性。 The voltage stability is gaining more importance nowadays with highly developed networks as a result of heavier loadings. Voltage instability may result in power system collapse. Voltage stability is the ability of power system to maintain steady acceptable voltages at all buses in the system under normal conditions [1]. Voltage collapses the process by which the sequence of events accompanying voltage instability leads to a low unacceptable voltage profile in a significant part of the power system [2]. The main symptoms of voltage collapse are low voltage profiles, heavy reactive power flows, inadequate reactive support, and heavily loaded systems. The consequences of collapse often require long system restoration, while large groups of customers are left without supply for extended periods of time.The voltage stability problem is associated with reactive power and can be solved by providing adequate reactive power support to the critical buses. The control of reactive power of a switched capacitor bank is usually discrete in nature. Recent trend is to replace the switched capacitor banks by SVC to have a smooth control on reactive power. SVC has the capability of supplying dynamically adjustable reactive power within the upper and lower limits [3]. In the normal operating region, a SVC adjusts its reactive power output to maintain the desired voltage. For such an operation, the SVC can be modeled by a variable shunt susceptance. On the other hand, when the operation of the SVC reaches the limit, it cannot adjust the reactive power anymore and thus can be modeled by a fixed shunt susceptance. There are many methods currently in use to help in the analysis of static voltage stability. Some of them are PV analysis, QV analysis, Fast Voltage Stability Index (FVSI), multiple load flow solutions based indices, voltage instability proximity indicator [4], Line stability index, Line stability Factor, Reduced Jacobian Determinant, Minimum Singular Value of Power Flow Jacobian, and other voltage indices methods. The minimum singular value of the load flow Jacobian matrix is used as an index to measure the voltage stability limit is considered by reference [5]. Energy method [6, 7] and bifurcation theory [8] are also used by some researchers to determine the voltage stability limit. Point of collapse method and continuation method are also used for voltage collapse studies [9].Of these two techniques continuation power flow method is used for voltage analysis. These techniques involve the identification of the system equilibrium points or voltage collapse points where the related power flow Jacobian becomes singular [10, 11]. In this paper the following methods are used
1。模态分析方法用于识别弱总线通过计算参与因素和敏感性因素。
2。两个总线戴维南等效方法用于确定特定的最大负荷能力负荷电力系统总线通过戴维南等效电路以及公共汽车的装载能力后SVC装置的位置。

SVC的基本配置
SVC使用传统晶体闸流管来实现快速控制shunt-connected电容器和反应堆。SVC的配置图1所示,它主要由一个固定电容器(C)和一个晶闸管控制电抗器(L),点火角的控制晶闸管银行决定了等效并联导纳电力系统。并联连接的静态无功发生器或吸收器的输出调整交换电容或者电感电流,以维持或控制总线电压的电力系统。变量分流电纳的SVC模型[12]图1所示。
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稳态分析而言,配置可以建模类似,图1所示的SVC结构用于获得一个SVC模型,该模型考虑了晶闸管控制电抗器(TCR)点火角作为状态变量。这是一个新的和更先进的比目前SVC表示。SVC是当作一个发电机背后的一个归纳电抗SVC时操作范围内。电抗代表SVC电压调节特性。原因包括边坡SVC电压电流功率流研究是引人注目的。斜率连接SVC模型可以表示为一个辅助总线耦合高压总线的感抗组成变压器电抗和SVC斜率,在单位(p.u) SVC基地。简单表示假设SVC斜率,占电压调整为零。这种假设可能是可以接受的,只要SVC的操作范围内,但可能导致严重错误如果SVC操作接近其活性限制[12]。运行接近其活性限制[12]。当前的SVC, ISVC jBSVC .VK
SVC的无功功率,这也是公交k是无功功率注入,
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SVC元素形成了利用半导体的工作原理是基于提供的安装和un-mounting分路阻抗电容和/或反应堆和从网络计算触发角。与适当的触发,无功功率的调整是有可能在广泛从最大电容无功功率值到最大感性无功功率值静态无功发生器连接的总线[13]。电感决定了电容或者电感工作位置的装置。电感值计算与下面的方程(2)[14]:
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,XL是晶闸管控制的基本感抗和触发角α。总阻抗控制器与下面的方程(3)计算:
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,对线的电压。
无功功率在公车的需求不同,电纳是不同的受限制。然而,无功功率总线电压的平方的函数。因此产生的无功功率降低电压降低。SVC既能吸收以及供给无功功率在公车它连接到控制的晶闸管的发射角元素。通过控制点火角α的晶体闸流管(即。,the angle with respect to the zero crossing of the phase voltage), the device is able to control the bus voltage magnitude. Changes in α results in changes on the current and hence, the amount of reactive power consumed by the inductor. When α = 90°, the inductor is fully activated but is deactivated when α = 180°. Actually, the basic control strategy is typically to keep the transmission bus voltage within certain narrow limits defined by a controller droop and the firing angle α limits (90° < α < 180°).
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图3提供了电压控制的特点[15]SVC在连续操作。,Vref显示系统的电压值在正常加载条件。Bmax显示了所有的包容能力而Bmin显示了所有的排斥能力。流系统的电感或电容根据这些条件。在这个系统中SVC控制的电力系统连接的行为作为一个可调无功功率系统。
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牛顿迭代法
牛顿迭代法是广泛用于解非线性方程。最终用于研究在电力系统功率流的研究。它将原非线性问题转换成一个序列线性问题的解决方案方法的最初的问题的解决方案。让G = F (x, y)是一个方程的变量x和y的函数的参数F·G是一个指定的数量。
如果F在本质上是非线性的可能没有直接的解决方案得到x和y的值为特定值的G .在这种情况下,我们需要一个初始估计的x和y和迭代求解的实际值x和y,直到指定值的区别是G和F的计算值(使用x和y的估计)即ΔF小于公差值。过程如下:让x和y的初始估计分别是o x和o y。
利用泰勒级数
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的矩阵组成的偏微分方程,称为和雅可比矩阵通常表示为J。ΔP的区别是指定值P (Psp)和P使用估计的计算值δV和| |在前一个迭代中。我们计算ΔQ相似。牛顿功率流是最强劲的功率流算法用于实践。然而,它的使用的一个缺点是事实的条款必须每次迭代重新计算雅可比矩阵,然后整个组线性方程组在每个迭代方程还必须得到解决。因为成千上万的完成功率流往往运行在计划或行动研究中,devised.3.1方法来加速这个过程。两个巴士戴维南等效方法。3.1.1。没有放置SVC
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对于一个给定的价值V1负载电压大小之间的关系V2和负载功率S = P +金桥
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最大无功功率加载问m (P = 0)和相应的电压可以从上面的方程获得通过设置θ= 0。
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一个简单和直接的方法确定电力系统的稳态电压稳定极限位置后的静态无功补偿器(SVC)提出了参考[17]。有限的SVC无功功率评级置于两总线负载中心的等效模型和图5所示。
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接收端电压随着负载的增加,减少无功功率将被注入了SVC来提高电压。电压崩溃发生在有进一步增加负载后SVC达到最大限度。为了防止电压崩溃,SVC是固定电纳BC。从图5给出了接收端电流
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实现SVC的WSC 3-MACHINE 9-BUS系统
本文建模是在MATLAB / SIMULINK仿真软件工具完成。它由两个发生器的公交车。通常公共汽车没有。1is considered as slack bus.
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首先,连续9公交系统电力系统功率流分析是为了确定最大加载参数没有SVC的使用。后,最脆弱的公共汽车系统的系统电压稳定的决心。
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结论
本文探讨了SVC对静态电压稳定的影响,提出了静态无功补偿器(SVC)对电压的影响变量配置文件和无功功率负载条件下研究提出了静态方法和模态分析一样,两个总线戴维南等效和延续功率流方法来预测电力系统电压崩溃的总线。WSCC 3-machine 9-bus系统被用来演示SVC的能力在提高电压稳定裕度。SVC主要商用并联控制器在电力系统电压控制的事实。电压稳定裕度或距离崩溃被确定基于电压和无功功率的变化。此外,结果可用于评估无功补偿和更好的操作和规划。弱者总线的临界载荷是由使用两个总线等效方法在一枪而不是重复加载流解决方案增强NR方法及其临界载荷的方法是将并联补偿装置称为静态无功补偿器的不同电纳值。持续功率流方法用于确定临界载荷以及电压的测试系统和没有放置SVC是观察。无功功率支持弱者总线提供了使用并联连接的事实设备静态无功补偿器(SVC)被建模为变量suscpetance模式。后的电压稳定弱总线是增强SVC的位置。

引用
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