为了满足不同用户的需求,SVC控制保护系统汇集了丰富的资源,其程序集成了包括电压控制方式、无功功率控制方式、功率因数控制方式、电压、无功综合控制方式、TCR直流电流控制方式、负序控制方式以及手动电纳调节方式等诸多功能。同时,针对各种控制策略,还有开环、闭环方式或开环+闭环的控制方式,以实现开环抑制电压闪变,闭环保证控制精度的效果。在这里介绍三个主要控制方式:电压控制、无功控制、功率阻尼。

图1 SVC控制系统原理图
电压控制方式是SVC调节单元必备的控制方式。基准电压值 在运行中应保持不变,直到重新设置。如图2所示。

图2 SVC斜率特性
SVC进行电压调整补偿时,其SVC的V-I特性曲线斜率的取值范围为0~10%。较小的斜率可获得较精确的电压稳定效果。较大的斜率影响电压稳定效果,但可减少SVC的额定容量以及减少SVC进入调节容量的次数。对于多个SVC运行在同一母线时,设定适当的斜率可优化各SVC无功出力的分配。电压调节器框图如图3所示。

图3 电压调节器
无功功率控制是根据设定的SVC无功功率参考值,与实际测量的功率点的瞬时无功功率相比较,得出所需的无功功率偏差值,采用PI单元作闭环调节,以保证无功功率稳定在所设定的参考值。将闭环计算得到的电纳BCLOSE和开环计算得到的电纳BOPEN综合后,经过限幅等环节再送到TCR触发单元,用于最终产生TCR的触发信号。如图4所示。

图4 无功调节器
SVC按恒定电压控制方式运行时不能提供任何系统阻尼,通过加入辅助控制,SVC可以大大提高系统的电气阻尼。为了达到快速阻尼,辅助阻尼控制器的输出直接与触发控制器相连,而将电压调节器完全旁路,从而消除了与电压控制器相关的延时。如图5所示。SVC的辅助控制器可以在不增加SVC容量的前提下,大大提高其灵活性和运行性能。

图5 附加功率阻尼功能的电压控制环
3 SVC动态电压支撑特性研究
基于PCS9580的SVC控制系统跟RTDS(Real time simulator)实时仿真装置联合进行系统实验。220kV变电站内110kV母线输出线路上挂有负荷,该变电站(此处命名为E站)是放射型网络的末端,其无功电压支撑薄弱。如图6所示。

图6 放射网络结构
首先模拟末端负荷发生周期性变化引起电压波动情况,表1为安装SVC前后,各变电站节点电压波动情况的比较。可见末端节点电压波动剧烈,安装SVC后放射网络上各个节点电压波动得到有效抑制。
表1 电压波动比对表