SVG

传统风电场跟随主站电压指令调节的方式容易导致站内无功源频繁波动、站内无功裕度不足，影响风电场的调压能力。为此提出了一种考虑风电运行轨迹与场景划分的场级主动调压优化控制策略。首先，基于风电场功率预测数据和有功–电压灵敏度曲线，绘制并网点电压波动轨迹，结合AVC子站接收到的电压指令，协调风机和SVG的无功输出，有效降低了无功设备的调节频次。其次，根据电压跌落幅度划分详细运行场景，通过调整SVG的控制模式，有效抑制了电网电压的大幅波动。最后，构建了包含AVC功率控制器的仿真测试平台，验证对比了所提方法相对于传统风电场AVC控制策略在降低无功调节频次、提升无功裕度、主动电压支撑方面的效果，为实现风电场主动调压提供了新的解决思路。

针对传统固定权重多目标无功优化在应对新型电力系统复杂多变的工况时无法针对实时工况做出最合适的控制决策的问题，提出一种自适应多目标无功优化控制策略。该策略以系统有功网损和并网点电压偏离量的加权最小作为目标函数，目标函数的权重系数根据并网点电压的偏离情况自适应调节。首先，分析海上风电场并网点电压波动与有功、无功输出的关系，建立相应的无功分配模型，并针对风电机组及静止无功发生器(static var generator，SVG)的输入输出特性，建立相应的无功控制模型。此外，考虑海上运行的功率约束、安全运行约束等，采用变惯性权重粒子群优化算法对无功控制策略进行求解。最后，在MATLAB中搭建海上风电场模型进行仿真验证，仿真算例表明：相较于传统固定权重多目标无功优化，自适应多目标无功优化控制策略可以根据电网实时工况，迅速调整各优化目标的优先级，较好地实现有功网损和并网点电压的协调优化。

无功功率补偿技术随着电力系统的出现而出现，并随着电力工业的发展和电力负荷的多样性而不断进步。电力系统发展到现在已出现三代无功补偿技术；同步发电机补偿、同步调相机补偿、并联电容器补偿、并联电抗器补偿，属于第一代补偿技术；基于自然关断晶闸管技术的SVC（相控电抗器（TCR）、磁控电抗器(MCR)）属于第二代无功补偿技术；基于IGBT、IGCT等大功率可控器件的补偿装置SVG(Static VAR Genarator)属于第三代无功补偿技术，不再采用大容量的电容器、电抗器，而是通过大功率电力电子器件的高频开关（IGBT）实现无功补偿的变换。

双馈风电场易与电网相互作用引起次/超同步振荡，针对目前抑制振荡时阻抗重塑法适应性不强的问题，提出一种基于静止无功发生器（SVG）附加电流反馈控制的阻抗重塑法，该方法建立的虚拟阻抗可跟随风电场的阻抗特性变化而改变，其灵活性强于通过建模分析设计出的固定虚拟阻抗。首先，基于SVG和风电场并网阻抗模型推导了该方法所加入的虚拟阻抗公式。然后，根据阻频特性分析了该方法的有效性以及阻抗重塑控制参数对抑制效果的影响。最后，根据青海省某双馈风电场并网模型，在PSCAD/EMTDC中建立了电磁暂态仿真模型，仿真结果表明：所提方法可以在不同振荡情况下实现对场站的阻抗重塑，灵活抑制风电场次/超同步振荡。

建立准确的静止无功发生器(static var generators, SVG)白盒电磁暂态仿真模型是分析电网电压稳定特性的前提。然而，由于SVG的控制器结构和参数保密，其建模大都基于典型控制结构和参数，模型的暂态输出特性与实际差异较大。针对上述问题，提出了基于SVG厂家封装黑盒模型故障穿越(fault ride-through, FRT)演化特性的电磁暂态模型测辨方法。首先，分析了厂家黑盒模型的拓扑特征，通过多工况故障穿越响应测试，厘清了其故障穿越演化特性。然后，通过分析不同控制环节暂态切换过程对SVG故障穿越响应特性的影响和作用途径，提出了基于SVG故障穿越响应演化形态的控制器结构辨识方法。通过分析SVG不同控制环节参数对其故障穿越响应特性的分阶段作用原理，提出了基于故障穿越响应幅值的控制器参数分步辨识方法，形成了SVG的白盒化电磁暂态模型测辨方法体系。最后，将建立的不同型号白盒仿真模型与对应厂家黑盒模型进行了故障穿越响应特性对比分析，发现其误差远小于现行标准的允许误差，证明了提出方法的有效性和通用性。

针对由中点钳位型(neutral-point clamped, NPC)功率单元和H桥级联型(cascade H-bridge, CHB)功率单元构成的混合级联型静止无功发生器(hybrid cascade static var generator, HC-SVG)在补偿不平衡负载时产生的CHB功率单元相间电压失衡问题，提出一种基于零序电压前馈的CHB功率单元相间电压平衡控制方法，并对零序电压注入后HC-SVG直流侧电压取值进行分析。首先，分析CHB功率单元承担基波电压分量与HC-SVG输出基波电压的关系。推导HC-SVG补偿不平衡负载时CHB功率单元相间电压平衡所需的零序电压，建立零序电压前馈控制。其次，基于零序电压与补偿电流的解析关系，讨论补偿电流不平衡度与HC-SVG直流侧电压取值之间的约束关系。以6 kV/3 Mvar装置为算例，进行直流侧电压的取值分析。并与星接CHB-SVG进行对比，揭示补偿不平衡负载时HC-SVG所需直流电压低的特点。仿真验证了相间电压平衡控制与直流电压取值分析的有效性。

随着化石能源的枯竭和生态环境的恶化，基于光伏的分布式电源(Distributed Generation, DG)在主动配电网的渗透率迅速增长，配电网将从被动单向的供电网络转变为功率双向流动的有源网络。光伏发电受光照强度影响其出力易于波动，会对主动配电网的安全运行造成威胁，特别是配电网电压安全难以保证，电压偏移成为主动配电网运行的重要约束有载调压变压器和投切电容器等传统电压控制手段可有效调节配电网电压，但是在光伏发电渗透率较高的主动配电网中，这些控制难以灵活地适应由于光伏出力频繁波动带来的电压偏移问题。如果采用控制性能更好的SVG等先进的无功补偿技术，但投资成本往往较大。因此，考虑光伏出力波动性大，基于确定性光伏出力预测值的配电网电压控制可靠性差，提出新的控制方法实现鲁棒电压控制很有必要。

该项目针对潘孟村存在的主要问题，安顺供电局通过现场走访、调研和详细分析计算，按照建设智能、高效、可靠、绿色电网的目标要求，提出了采用电池储能和动态无功补偿（SVG）联合控制新技术解决潘孟村存在供电质量差、供电可靠性不高、负荷峰谷差逐步拉大等问题。该系统借助电池储能微网运行技术及“削峰填谷”功能，结合新型动态无功补偿设备的双向补偿能力，有效提高了潘孟村农网用户的供电可靠性及峰谷时段的电压质量，解决了长期困扰当地村民的配变重载和电压不稳定等问题。通过潘孟村储能系统的成功建设：一是解决潘孟村实际存在的实际问题；二是通过电池储能技术和动态无功补偿（SVG）技术的应用研究开展贵州电网分布式能源利用、智能电网建设以及微网技术等新技术前期摸索和研究。安顺供电局与贵州电网公司电网规划研究中心、北京四方继保自动化股份有限公司共同申请并授权了一项发明专利（一种三相全桥式换流器装置）和一项实用新型专利（基于锂电池储能系统的移动式集装箱电站），成功完成了潘孟村400V储能站的研究。

大规模风电并网导致宽频谐振问题日渐凸显，业内多认为电缆电容效应、控制器参数变化等是导致谐振的主要因素，而关于静止无功发生器(static var generator, SVG)、风功率变化与高频谐振内在因果关系研究尚未展开。针对低风速风场系统高频谐振问题，首先基于谐波线性化理论，考虑功率外环作用，建立SVG和双馈风机(doubly-fed induction generator, DFIG)的序阻抗模型。其次将风速变化纳入风机变流器建模，并建立空载电缆投入时风速变化与SVG阻抗的联系。然后利用阻抗交互揭示风机变流器阻抗变化对SVG阻抗特性的影响机理，指出区域内空载电缆投入后，低风速不仅降低系统在高频的鲁棒性，而且扩大了SVG高频负阻尼范围，导致系统高频谐振风险增加。最后，基于STARSIM-HIL搭建含SVG的双馈风场电磁仿真模型，并进行软硬件在环实验。实验结果证明了理论分析的正确性。

本项技术属于火力发电技术电气试验检测领域，经中国电力企业联合会鉴定，成果处理国际先进水平。当前已获发明专利3项、实用新型专利7项，成果可应用于1000MW及以下汽轮发电机、水轮发电机及燃气轮发电机的定子铁心磁化试验。 首次将SVG+电容器组混合无功补偿技术应用于发电机铁心磁化试验，电源占用容量仅为传统试验方法的20%，提高了试验效率，同时采用无源滤波+有源滤波的方式将试验回路的电压谐波由原试验回路的电压畸变率由40%降至1%，试验电压波形得到明显的改善。