静止无功发生器

构网型技术是一种关键的电力系统控制技术，其通过采用电力电子技术的设备（如储能、静止无功发生器SVG、风机、光伏等），“伪装”成能够主动响应、支撑并增强电网惯量、频率、电压、短路电流且具有一定维持能力的独立电源。其功能定位主要根据电网的实际需求来确定。

通过将大量电池簇并联构成的电池堆拆解成多个独立通过功率单元进行逆变的小电池堆，并在逆变交流侧串联形成高压接入电网，省去滤波、升压变压器等环节。各电池簇物理上相互独立运行，实现高压静止无功发生器拓扑结构在储能系统中的应用。

由于新能源发电设备的弱支撑性，新能源高占比的受端电网的电压支撑强度难以满足系统安全稳定运行的要求。为了解决现有静止无功发生器(static var generator, SVG)配置方法未能充分提升系统小干扰电压稳定性和暂态电压稳定性的问题，提出了一种综合考虑系统小干扰电压稳定和暂态电压稳定的SVG优化配置方法。首先，在第一阶段考虑SVG投资运行总成本和系统小干扰电压稳定裕度，在第二阶段引入SVG接入对系统故障后暂态电压稳定裕度的影响。然后，利用基于组合赋权法和相对熵距离的改进理想解法得到最优配置方案。最后，应用PSD- BPA对新能源高占比受端电网算例进行分析，验证了所提配置方法能充分发挥SVG对系统电压稳定的提升作用。

现有并网光伏电站关口无功调节能力等值方法未考虑站内电压安全约束、并网点电压和光伏出力的波动影响，难以满足工程实际的调控管理要求，为此，提出一种并网光伏电站关口无功调节能力的分时段等值方法，为工程实际调控管理提供决策依据。在给定关口电压和光伏出力的条件下，考虑光伏电站内部静止无功发生器、光伏单元无功调节能力及其无功调节上下限要求，提出光伏电站关口无功最大调节范围的优化等值方法，确定光伏电站关口无功调节能力与其有功出力、关口电压的关系；同时，考虑关口电压和光伏出力波动的时段特性，通过相似日波动阈值的区域图时段融合策略，实现光伏电站关口无功调节能力的分时段等值。以实际光伏电站的仿真分析验证了所提方法的有效性。

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。

针对双馈风电机组并网后电网电压波动、传统模拟分析方法建模计算量大且频率耦合关系复杂的问题，提出一种基于等值双馈风电场协同静止无功发生器(static var generator, SVG)的电网电压稳定协同控制方法。首先，根据风电场功率特性的聚类现象提出基于K-means聚类的2步等值建模方法，分析明确了双馈感应电机(double-fed induction generator, DFIG)内定子侧和网侧变流器的最大无功补偿能力。其次，针对电网扰动情况下SVG对风电场并网点电压的支撑能力不足的问题，提出一种面向不同电压波动等级的DFIG协同SVG电网电压波动抑制策略，充分利用风电场站内部DFIG的自身无功储备，并在电压恢复过程中加入延时环节确保电压稳定。最后，通过仿真验证了所提协同控制策略对于改善风电场并网点电压波动的有效性。

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。

构网型静止无功发生器(static var generators, SVG)具备电压源特性，可增强弱网系统的稳定性和电压主动支撑能力。配置部分储能的SVG还可以实现惯量支撑。针对储能型SVG(energy-storage static-var-generator, ESVG)在构网型控制下易发生过流的问题，基于ESVG的拓扑结构分析了级联H桥与储能系统间的联合控制机理。在构网型ESVG的限流机制和现有限流策略的基础上，提出了一种适用于电网对称故障的自适应虚拟导纳限流策略。该策略不仅能够维持ESVG的电压源特性，还显著降低了瞬态过电流和过电压。此外，还增添了暂态虚拟阻抗的清零环节，以保证限流策略的可靠性。通过电流闭环控制器分析了虚拟阻抗比对稳定性的影响。最后，通过仿真结果验证了理论分析的正确性及所提限流策略的有效性。