调相机

高压直流输电系统出现闭锁、换相失败等故障时，会引起送端换流站附近新能源电站的瞬时电压波动并易导致其脱网。首先，分析了构网型储能开环控制策略的运行原理、响应特性和关键参数影响。然后，分析了调相机的无功响应特性，并将构网型储能无功控制模型与调相机的励磁调节控制模型进行对比。最后，搭建了包含特高压直流、光伏、调相机、构网型储能的半实物仿真系统，进行了直流换相失败故障下的交流暂态过电压抑制效果对比试验。结果表明，容量相同的构网型储能和分布式调相机在无功瞬时响应速度、抑制交流暂态过电压能力方面可以实现相近的效果。 When faults such as blocking and commutation failure occur in a high-voltage direct current(HVDC) transmission system, they can cause transient voltage fluctuations near the sending-side converter station and lead to the disconnection with power grid. Firstly, the operating principles, response characteristics, and key parameter influences of the grid-forming energy storage open-loop control strategy are analyzed. Then, the reactive response characteristics of the synchronous condenser are analyzed, and a comparison is made between the grid-forming energy storage reactive power control model and the excitation regulation control model. Finally, a semi-physical simulation system is established, including EHVDC, photovoltaics, synchronous condenser, and grid-forming energy storage, to conduct comparative experiments on the effect of suppressing AC transient overvoltage under DC commutation failure. The results indicate that grid-forming energy storage and distributed synchronous condenser with the same capacity can achieve similar effects in terms of reactive transient response speed and the ability to suppress AC transient overvoltage.

同步调相机及其励磁系统间由于电气耦合而导致参数辨识困难，但目前缺少对待辨识参数量与观察量间耦合特性的分析。对此，提出一种基于灵敏度分析的同步调相机及其励磁系统参数分类辨识方法。分析同步调相机在不同时间尺度下的关键参数，基于轨迹灵敏度信息划分待辨识参数的类型，构建关联参数集合。考虑稳态、次暂态和暂态下同步调相机及其励磁系统响应特性的差异，在不同时间尺度上分别建立参数分类辨识模型。依据关联参数集合进行参数分类辨识，采用基于Tent混沌映射的改进蛇优化算法求解。通过算例分析验证了所提方法的有效性和适应性。

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。

调相机SFC项目通过中国电机工程学会的技术鉴定，整体达到国际领先水平，荣获南瑞集团科学技术进步一等奖。申请专利17项，其中授权发明专利10项，软件著作权2件，发表论文12篇。 产品于2017年在国内首个±800kV扎鲁特换流站调相机SFC系统实现应用，并陆续中标9个工程，实现销售超1.4亿元，利润4000多万元。大型调相机静止变频启动系统的成功研制，填补了我国在该领域的空白，提高装备的国产化率；为了更好的服务碳达峰、碳中和国家战略目标、支撑特高压直流的快速发展，重点攻克了电力电子技术领域的“卡脖子”难题，对保证国家电网安全、促进新能源消纳具有重要意义。

转子绕组匝间短路故障是新型同步调相机的一种典型故障，对调相机长期运行和电网稳定都有严重影响。为保障新型同步调相机高可靠稳定运行，文中提出一种转子绕组匝间短路故障在线诊断与定位的方法。从故障导致的气隙磁场磁动势畸变出发，推导出定子同相两支路将出现偶次谐波环流现象，并通过对支路环流进行傅里叶分解，提取谐波中的明显特征量。对该特征量进行分析，得出其大小仅与故障所在转子上的空间位置有关，而与故障匝数无关的结论，最后通过查表的方式来实现故障诊断与定位。文中基于已规模投入使用的TTS-300-2型同步调相机开发有限元软件的仿真模型，并搭建基于新型调相机的模拟机实验平台进行实验。仿真与实验结果验证了利用支路环流谐波进行转子匝间短路故障定位的有效性。