В этом примере показан статический синхронный компенсатор 12 МВА, 34,5 кВ с 22 модулями питания на фазу
Пьер Жиру (Гидро-Квебек)
В электрических сетях шунтирующая компенсация часто используется для регулирования реактивной мощности и напряжения. В этом примере моделируется устройство компенсации шунта, которое все чаще используется в современных сетях: Modular-Multi-level (MMC) STATCOM. MMC-STATCOM построен с использованием блока Full-Bridge MMC для представления преобразователя силовой электроники из 22 модулей на фазу. Для ускорения моделирования при сохранении точности моделирования выбирается модель функции переключения.
STATCOM может поглощать или генерировать реактивную мощность. Передача реактивной мощности осуществляется через фазовое реактивное сопротивление. Преобразователь генерирует напряжение в фазе с напряжением сети. Когда амплитуда напряжения преобразователя ниже амплитуды напряжения сети, STATCOM действует как реактивная мощность, поглощающая индуктивность. Когда амплитуда напряжения преобразователя выше амплитуды напряжения шины, СТАТКОМ действует как конденсатор, генерирующий реактивную мощность.
Выполните моделирование и просмотрите формы сигналов на Scope1. Можно видеть, что моделирование начинается в установившемся состоянии и что STATCOM работает в индуктивном режиме, следуя своей уставке Qref (-5 Mvar). Через 0,1 секунды уставка изменяется с -5 до + 10 Мвар. Система управления STATCOM очень быстро реагирует на изменение выходного напряжения инвертора, чтобы генерировать 10 Мвар реактивной мощности (емкостной режим).
Для анализа работы низкоуровневого управления (балансировка напряжения постоянного тока) выполните моделирование со следующими изменениями: 1. Установите время моделирования равным 2 секундам. 2. Установите начальное значение Qref (красный блок шага) равным 10e6. При такой модификации уставка не изменяется во время моделирования. 3. Установите время переключения красного блока прерывателя равным 1 секунде. Это приведет к дисбалансу мощности в 1 с путем включения небольшой резистивной нагрузки только на фазе C. 4. Управляйте моделированием и наблюдайте некоторые конденсаторные напряжения на Объемах Вк & Vc_mean, расположенных в зеленой Дополнительной подсистеме объемов. Вы можете видеть, что низкоуровневая система управления работает хорошо, чтобы поддерживать напряжение конденсатора сбалансированным. 5. Дважды щелкните синий блок управления низким уровнем и отключите регулятор фазовой балансировки системы балансировки напряжения постоянного тока. Запустите моделирование и обратите внимание, что баланс напряжений постоянного тока STATCOM между фазами теряется при включении нагрузки на фазе C. Примечание: Управление балансировкой напряжений отдельных конденсаторов генерирует небольшое напряжение в фазе/сдвиге на 180 градусов с током, протекающим в рычаг, чтобы производить/поглощать активную мощность от каждого конденсатора. Эта система управления не будет работать должным образом, если ток (емкостный или индуктивный), протекающий в конденсаторы, слишком низок, чтобы вырабатывать достаточную активную мощность для их зарядки/разрядки. По этой причине подсистема Qref_Limits не допускает значения Qref в диапазоне от -0,75 до + 0,75 Мвар. Дополнительные сведения об этом элементе управления см. в разделе [2]. Другие подходы балансировки напряжения, такие как алгоритм сортировки, не имеют этого ограничения. Этот метод используется в примере power_Grid_STATCOM.
[1] М. Перейра, член IEEE, Д. Рецманн, член IEEE, Дж. Лоттес, М. Визингер, Г. Вонг, SVC PLUS: MMC STATCOM для приложений сетевого и сетевого доступа 2011 IEEE Trondheim Power
[2] Хирофуми Акаги; Сигэнори Иноуэ; Tsurugi Yoshii, Управление и производительность каскада PWM STATCOM без трансформаторов с транзакциями IEEE со звездной конфигурацией для отраслевых приложений (том 43, выпуск 4, июль-август 2007 г.)