33kV级TCR+TSC型SVC控制策略及仿真研究

范巍 王光磊 安万洙 王立春 孟会永

摘要：隨着地区经济发展不均衡，负荷中心也提出了不同用电需求。本文从电能控制调节的角度出发，采用面向负荷的控制策略进行动态无功补偿，以厄瓜多尔的HEI公司500kV超高压主干电网建设工程项目为设计背景，采用SVC动态补偿的典型组合TCR+TSC对控制策略进行研究。仿真结果表明该控制策略是可行有效的。

关键词：TCR+TSC；动态补偿；控制策略；SVC；超高压

中图分类号：TM761 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）06-0111-03

随着我国经济快速发展，部分负荷中心无大电源支撑，甚至长期超过稳定极限运行。因此，要求电网不仅需要安全稳定运行及较高电能质量，还需要具备一定的控制调节能力。本文以Ecuador（厄瓜多尔）HEI公司500kV超高压主干电网建设工程项目为设计背景，采用SVC动态补偿的典型组合TCR+TSC，具有谐波含量低，且响应速度快等特点。这就能够较快地输出动态无功，提高电压稳定水平。

1 设计方案

厄瓜多尔电网将规划新增4座500kV变电站，分别为500kV EI Inga变压站、500kV San Rafael变电站、500kV Tisaleo变电站及500kV Chorrillos变电站，SVC将安装在230kV母线的500kV Chorrillos变电站上。届时，厄瓜多尔电网最高电压等级将提升至500kV，新增500kV变电容量为3600MVA。

SVC示意图如图1所示，SVC由一个TCR分支、一个TSC分支和3个电容滤波器分支组成，电压等级为30kV，通过耦合变压器连接至230kV母线，无功输出容量值为为-30 Mvar（感性）至+120 Mvar（电容性）。接入点系统条件设定最高电压245kV。系统的额定频率为60Hz，最小频率为57.5Hz，最大频率为63Hz。主变压器型式选择三相双绕组无载调压变压器；额定容量为150/150MVA；电压比为230±2×2.5%/30kV；接线型式为YNd1；阻抗电压Uk1-2=12%。安装点（230kV）系统短路水平40kA（有效值）。全波雷电冲击电压（1.2/50μs）BIL峰值为950kV。工频1分钟耐受电压峰值为325kV。采用直接接地方式。

2 控制策略

SVC电压调节器处理测量的系统变量并生成与所需无功功率补偿成比例的输出信号，将一个较小的斜率结合到SVC的稳态特性中以实现特定的性能。SVC基本控制流程框图如图2所示，本文策略中除了加入电压控制和恒导纳控制外，加入了慢速导纳调节器、增益管理及优化、TCR直流控制、低压及过电压策略等辅助控制，以及二次电压限制、触发脉冲检测等保护控制。

3 特性仿真

3.1 SVC响应特性

在电压控制模式下启动SVC，将Vref（控制目标电压的参考值）从0.967调整到1.002。SVC响应特性如图3、图4所示。

3.2 无功控制特性

SVC的无功功率输出参考值设为0 Mvar。 然后逐个打开三个滤波器分支。FC3分支在1.5秒内开启。FC5分支在2.0秒开启。FC7分支在2.5秒开启。无功控制特性如图5所示。

3.3 电压控制特性

控制目标电压的参考值设为1.0 pu。然后逐个打开三个滤波器分支。FC3分支在1.5秒内开启。FC5分支在2.0秒开启。FC7分支在2.5秒开启。电压控制如图6所示。

4 结语

仿真结果表明，SVC的响应时间小于40ms，最大超调小于10%，建立时间小于200ms。完全符合IEEE 1031规范指南的要求，即响应时间要求小于100ms，最大超调小于20%，建立时间小于300ms。当FC分支逐个开启后，无功功率最后基本保持在0 Mvar，电压值保持在1 pu，说明本文设计的SVC控制策略是可行的，均符合厄瓜多尔对Chorrillos变电站的要求。

参考文献

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Abstract：With the unbalanced development of the regional economy， the load center also put forward different demand for electricity. From the perspective of power control regulation， this paper uses a load-oriented control strategy for dynamic reactive power compensation. This paper takes the HEI 500KV EHV backbone network construction project in Ecuador as the design background， and uses the typical combination of SVC dynamic compensation TCR+TSC to study the control strategy. Simulation results show that the control strategy is feasible and effective.

Key words：TCR+TSC； Dynamic compensation； Control strategy； SVC； Extra high voltage