包新宇　李慧

摘要：STATCOM稱為靜止同步補償器（也稱為SVG），是基于電壓源換流器的并聯(lián)無功補償裝置，能夠實時調節(jié)輸出無功功率，原理上等同于靜止的同步調相機，當系統(tǒng)電壓突變時能實時啟動暫態(tài)快速輸出無功功率以支撐系統(tǒng)電壓。文章從后臺報文、拷取錄波文件、分析計算輸出無功功率、計算暫態(tài)響應時間四個方面分析了STATCOM暫態(tài)啟動的處理過程。

關鍵詞：STATCOM；暫態(tài)啟動；錄波分析；無功補償裝置；無功功率 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM571 文章編號：1009-2374（2015）08- DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.

STATCOM暫態(tài)控制模式主要針對兩種情況：一是系統(tǒng)發(fā)生大擾動，系統(tǒng)電壓發(fā)生快速波動；二是系統(tǒng)發(fā)生接地故障，系統(tǒng)電壓發(fā)生快速大幅度跌落。這兩種情況都能通過STATCOM專用錄波裝置記錄下來，通過對錄波文件的數(shù)據分析就能知道STATCOM是否正確動作、對電網暫態(tài)電壓支撐是否起作用，所以說對STATCOM暫態(tài)動作錄波文件的分析是十分重要和必要的。本文以一起STATCOM暫態(tài)啟動實例的錄波文件分析為例，講述錄波分析計算的方法。

1 暫態(tài)啟動與返回的條件

運行人員必須清楚了解STATCOM裝置在滿足什么條件下才會進入暫態(tài)，這樣才能對STATCOM設備的正常運行有全面的掌握。針對我站的STATCOM裝置設置，進入暫態(tài)條件與退出暫態(tài)條件為如下：

滿足以下任一條件，STATCOM自動進入暫態(tài)控制模式（以500kV暫態(tài)條件參數(shù)為例）：（1）系統(tǒng)電壓變化率（du/dt）大于1.4kV/ms，且持續(xù)時間大于5ms；（2）系統(tǒng)電壓幅值越限（500kV相電壓大于323.9kV或者小于282.3kV），且持續(xù)時間大于5ms。

滿足以下所有條件，則STATCOM自動退出暫態(tài)控制模式：（1）電壓變化率（du/dt）小于1.4kV/ms，且持續(xù)時間大于1s；（2）（以500kV電壓為控制目標時，500kV相電壓小于323.9kV或者大于282.3kV）范圍內，且持續(xù)時間大于1s。

以某500kV變電站2014年10月6日的一起暫態(tài)為例，后臺出現(xiàn)“暫態(tài)電壓控制啟動狀態(tài)為合”“500kVdu/dt引起進入暫態(tài)”“控制限幅變動狀態(tài)為合”即表示STATCOM裝置進入暫態(tài)，后臺出現(xiàn)“暫態(tài)電壓控制啟動狀態(tài)為分”與“控制限幅變動狀態(tài)為分”表示STATCOM裝置暫態(tài)返回。

2 暫態(tài)啟動后錄波文件的提取

每次STATCOM暫態(tài)或故障時，錄波裝置會因為電氣量的突變量啟動或開關信號變位啟動（如圖1），此時會自動錄波存儲相關文件，并在裝置下方顯示錄波文件的時間和啟動原因。根據STATCOM后臺報文到STATCOM控制室，在故障錄波屏用U盤導出該絕對時間的錄波。

圖1 進入暫態(tài)報文

在面板插入U盤，在面板下方的對應錄波文件上右鍵，選擇導出錄波文件，就會存儲在U盤中。完整的錄波包括5個文件（圖2），一定要盡量拷全，否則可能打不開。當電腦中有CAAP2008軟件時，選擇“*.CFG”文件即可打開該錄波。

圖2 STATCOM錄波5個文件

3 暫態(tài)啟動錄波文件分析與計算

STATCOM錄波裝置主要記錄：500kV I母電壓、500kV II母電壓、220kV I母電壓、22kV II母電壓、35kV 8M電壓、381開關電流、382開關電流、1# STATCOM AB相/BC相/CA相電流、2# STATCOM AB相/BC相/CA相電流等。

3.1 調取錄波波形文件

運行中元錄波在線軟件程序：CAAP2008X.exe，打開U盤導出的后綴為*.CFG波形文件，并在顯示下拉菜單中選中“顯示一次值、有效值”這樣顯示的數(shù)據才是我們計算所需的數(shù)據。

3.2 選取無功輸出峰值數(shù)值

我們計算的是STATCOM暫態(tài)啟動時輸出的最大無功值，所以在選取波形曲線值時應選取曲線中最大峰值。用鼠標左鍵點擊顯示T1紫色軸線，放置在381開關或382開關CT至某一相最大峰值位置。

3.3 STATCOM無功的計算

主要是利用35kV 8M電壓和1# STATCOM AB相/BC相/CA相電流、2# STATCOM AB相/BC相/CA相電流。其中1# STATCOM的無功功率Q1=3×35kV 8M電壓（線電壓有效值）×1# STATCOM環(huán)內電流（相電流有效值），即計算公式為Q1=3*Ua*Iab。為了減少計算誤差，電壓、電流需取三相有效值的平均值。結合本次錄波數(shù)據得出Q1=3*（21.861+19.517+19.367）/3*（2.182+2.013+2.052）/3=126.491，因兩臺STATCOM是均分無功輸出的，所以本次暫態(tài)啟動輸出最大無功為Q=2*Q1=252.98MVar。我站兩臺STATCOM設置輸出最大無功為300MVar，所以本次暫態(tài)啟動為正確動作。

3.4 暫態(tài)響應時間的計算

STATCOM裝置為目前最先進同步無功補償裝置，響應時間為20ms以內。因此我們必須在每次暫態(tài)啟動后都要計算裝置響應時間來確認裝置是否在毫秒級響應。用鼠標右鍵點擊顯示橙色虛線軸線放置在絕對0值位置，然后鼠標左鍵點擊顯示紫色實線軸線放置在381開關Ia、Ib、Ic、首個峰值位置（如圖3），然后查看左下角有顯示T1（紫色虛線）、T2（橙色虛線）坐標值以及TD值（=T1-T2）=172則為響應時間17.2ms。

圖3 T1、T2

4 得出的結論

通過報文可知，此次進入暫態(tài)條件為500kVdu/dt啟動，再由計算得知，此次STATCOM暫態(tài)啟動所輸出的最大無功為252.98MVar，小于限值300MVar，裝置響應時間為17.2ms，所有數(shù)據都符合暫態(tài)啟動條件，因此得出此次進入暫態(tài)是正確啟動。

5 結語

南方電網公司安裝的STATCOM靜止同步實時無功補償裝置，是目前為止世界上直掛電壓等級最高、輸出容量最大的鏈式STATCOM，也是世界上首臺基于電力電子開關器件IEGT的高壓大容量STATCOM，而且是動態(tài)響應速度最快的大容量STATCOM，采用先進的分相控制系統(tǒng)、先進的優(yōu)化載波移相PWM技術和快速動態(tài)電流跟蹤技術實現(xiàn)了動態(tài)無功的快速響應能力和電網不對稱故障的優(yōu)化補償能力。正因為STATCOM裝置器件的精密和先進性，我們在日常的監(jiān)控、巡視和維護工作中要求必須更細致嚴謹?shù)匾笞约海貏e是在裝置動作時必須更嚴謹細心地去分析和處理，以保證STATCOM裝置的安全、穩(wěn)定、有效的運行。

參考文獻

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基金項目：本方案為廣東電網有限責任公司東莞供電職工創(chuàng)新項目成果（項目編號：ZG-DG2014-008）。

作者簡介：包新宇（1983-），男，廣東電網公司東莞供電局高級工，電氣助理工程師，研究方向：變電運行；李慧（1987-），女，廣東電網公司東莞供電局高級工，電氣助理工程師，研究方向：變電運行。

（責任編輯：蔣建華）