[实用新型]一种用于STATCOM控制器的试验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于无功补偿技术领域，具体涉及一种用于STATCOM控制器的试验装置。

背景技术

目前，多数采用仿真技术，建立控制系统的模型来验证设计的控制策略的可行性与正确性，虽然能够为控制系统的开发提供一定的参考，但不能对控制器进行检验，无法反映系统的实际工况，缺乏试验依据。也有采用实时数字仿真技术建立系统模型来验证设计的控制器及控制策略。比如，加拿大开发的电力系统实时数字仿真器RTDS(Real Time Digital Simulator)、加拿大TEQSM公司研制的HYPERSIM、法国电力公司开发的ARENE等，一方面，实时数字仿真设备成本通常较高；另一方面，链式静止同步补偿器串联级数通常较多，各链节控制信号不同，设备与控制器、静止同步补偿器之间的接口电路较复杂。这些都限制了实时数字仿真技术在链式静止同步补偿器中的应用。

静止同步补偿器STATCOM(Static Synchronous Compensator)，是一种新型静止无功动态补偿装置，由并联接入系统的电压源换流器构成，其输出的容性或感性无功电流连续、可调且独立于与系统连接点的电压。它是以电压源换流器VSC为核心，直流侧采用直流电容器为储能元件，利用可关断器件将直流侧电压转换成与电网同频率的交流电压，并通过连接电抗器并联在电网上，适当地调节交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流，就可以使装置吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。当仅考虑基波频率时，STATCOM可以等效地被视为幅值和相位均可以控制的一个与电网同频率的交流电压源。

STATCOM装置通过配置不同的控制策略，可在维持或控制节点电压、提高线路输送能力、阻尼功率振荡、提高系统的静态和暂态稳定性等方面起到重要作用；而STATCOM对电力系统作用的同时，电力系统的静态和暂态过程都会不同程度的影响STATCOM的运行，特别是在系统故障情况下，STATCOM的运行条件突变。此时，首先应该考虑的是STATCOM本身的安全，其次才是其作用的发挥；因此，既要考虑装置本身的控制，也要考虑系统的控制，设计不同层次的控制策略，以提高STATCOM装置的生存能力，并避免装置退出对系统造成的扰动，其控制策略主要分为系统级、装置级和底层控制。

系统级控制策略主要分为稳态控制模式和暂态控制模式。稳态控制模式分为恒无功模式和恒电压模式。在恒无功运行条件下，STATCOM将输出恒定的无功功率，无功出力目标值可以从额定容性无功功率到额定感性无功功率之间设定；在恒电压运行条件下，STATCOM以稳定系统电压为目标，自动调节装置输出的无功功率。

暂态控制模式是在暂态工况下构造STATCOM内部的各种故障、系统侧电压的暂升、暂降、单相、两相、三相等故障，以验证控制器和控制策略。

为了保证设计的控制策略的可行性与正确性，需要采取相应的手段进行测试。目前，常用仿真软件建立控制系统的模型，以验证所设计的控制策略是否可行。此种方法能够为控制系统的开发提供一定的参考和指导，然而不能反映系统的实际工况，缺少一定的试验依据。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供一种用于STATCOM控制器的试验装置；该试验装置动态连续无功补偿、调节速度快、调节范围广、欠压下无功调节能力强、谐波含量低、接入电力系统无谐振，试验方法简单可靠，可以构造各种电力系统故障的工况，满足对STATCOM控制策略的试验验证要求。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于STATCOM控制器的试验装置，所述试验装置包括系统电源、电压扰动发生装置、开关回路、试验主电路和控制保护系统；所述系统电源包括电源、系统阻抗和接触器；所述系统电源、开关回路和试验主电路依次串联，所述电压扰动发生装置输入侧与所述系统电源输出端并联，输出侧串联在系统电源与开关回路之间。

所述电压扰动发生装置包括启动开关QF2、软起回路、三相整流变压器、三相背靠背变流器和三相滤波电路。

所述软起回路包括软起电阻R4和与其并联的旁路开关QF4。

所述三相整流变压器为多绕组变压器，所述多绕组变压器为三相独立变压器或三相一体变压器。

每相背靠背变流器的输入端与每相整流变压器的输出端连接，其输出端与每相滤波电路连接。

所述每相滤波电路包括电感、电阻和电容，所述电阻和电容串联后与所述电压扰动发生装置输出端并联，所述电感与电压扰动发生装置输出端串联。