STATCOM项目情况介绍

“十一五”国家科技支撑计划中高压、百MVA级链式静止补偿器（STATCOM）项目情况汇报广东电网公司东莞供电局2012年5月里程碑事件项目背景13验收调试情况4目录基本原理与特点2成果及应用前景5下阶段工作计划6（一）研究背景针对上述迫切需要解决问题，南方电网公司提出了在珠江三角洲地区受端电网应用链式静止补偿器（STATCOM）装置进行动态无功补偿，增强电网稳定性的措施。广东电网存在特点诊断：交直流混合并联运行直流输送容量超过西电输送总容量的2/3西电通道输送功率大强直弱交、直流落点密集上述特点形成制约因素：系统稳定性显著下降影响西电通道输送能力充分开发利用3（二）项目来源合作单位：荣信电力电子股份有限公司清华大学中国南方电网有限责任公司示范工程实施目标：装置出口电压35kV通过专用变压器，接入220kV系统额定容量±200MVar，6个换流链“十一五”国家科技支撑计划“中高压、百MVA级链式变流器与静止补偿器(STATCOM)”课题示范工程总投资9973万4（三）项目研究目的STATCOM装置的实施应用，为增强电网稳定性及安全性提供强有力的保障，对促进广东电网核心竞争力发展，实现长期稳定发展战略目标有极大意义。为了攻克以变流器为核心构成的诸如百MVA级STATCOM装置、高压大功率变频器等的核心技术，使这些装置可直接接入35kV及以下电压等级，具有体积小、效率高、成本低等诸多优点。该项技术的成功应用将一举打破制约电力电子技术在我国电力交通、冶金、化工、新能源等领域大规模应用的瓶颈。5（四）项目意义解决我国京、沪、穗三大电力系统负荷中心潜在电压稳定问题；解决配电系统电压波动、闪变所引起的相关问题；满足市场巨大需求，填补市场空白；经济社会意义6里程碑事件3装置应用情况4目录基本原理与特点2项目背景1成果及应用前景5下阶段工作计划68STATCOM等效为连续可调的电感、电容（一）基本原理南网STATCOM主要设备1、专用变压器2、.断路器、刀闸3、阀组4、.连接电抗器5、.水冷系统6、控制系统STATCOM装置通过一组容量为240MVA的专用变接至220kV母线（二）设备组成9阀组STATCOM装置采用三角形连接，每相由26个功率单元组成，包含了2个冗余单元，即允许在2个单元故障时继续运行。组装完成的阀组10阀组的三角形连接阀组单元单个阀组单元功率单元为STATCOM最核心的部件，每个功率单元由4个IEGT管组成，4个IEGT管电路上呈”H”形状排列，又叫H桥。CRCrowBar电容器电阻相模块1相模块2旁路11阀组单元主结构图连接电抗器作用1、连接STATCOM与电网，实现电流相位的90度偏置。2、减少STATCOM输出电流中的开关纹波，降低谐波分量。1213水冷系统每相配一套水冷系统水冷系统是STATCOM的重要组成部分。采用水循环风冷的形式进行冷却。14控制系统监控柜系统控制柜装置控制柜I装置控制柜II脉冲柜1脉冲柜2脉冲柜3脉冲柜4脉冲柜5脉冲柜6A相26级—单元主控板B相26级—单元主控板C相26级—单元主控板A相26级—单元主控板B相26级—单元主控板C相26级—单元主控板控制部分逻辑框图南网STATCOM控制系统组成：1、系统监控柜2、系统控制柜3、装置控制柜(2面)4、脉冲柜(6面)装置容量大。STATCOM额定无功容量±200MVar，在电网出现重大故障、失稳引起母线电压快速下降的情况下，STATCOM装置由稳态响应进入暂态响应、满发300MVar无功（1.5倍额定无功容量），容量世界第一。响应时间快。STATCOM从检测到电网电压跌落到发出无功设定值仅需15.8ms（短路试验实测值）。直挂电压等级高：直挂电压为35kV、并通过专用变压器接入220kV系统。稳态控制精度高。STATCOM实际输出的无功功率与设定值之间最大允许偏差不超过±2.5％。损耗小。核心换流部件采用最先进IEGT器件，满发时损耗仅为1.3%（专用变的损耗计算在内）。前三项指标均处于世界领先水平（三）技术特点15里程碑事件3验收调试情况4目录项目背景1基本原理及组成2成果及应用前景5下阶段工作计划6里程碑事件科技部下达研究课题2007年12月签订项目任务书，明确工期2008年7月广东电网为落实STATCOM试点工作，成立STATCOM项目工作组2009年8月南方电网公司召开STATCOM技术方案评审会2010年1月南方电网公司组织完成STATCOM接入工程初步设计评审会2010年4月17完成工程设备采购合同2010年5月开始现场土建施工2010年7月完成STATCOM装置安装、验收2011年3月2010年9月完成常规设备安装、验收2011年4月完成STATCOM装置低压调试里程碑事件（续）完成STATCOM装置启动2011年7月18完成STATCOM装置系统调试，,8月19日进入试运行2011年8月里程碑事件（续）组织起草试运行方案，完成18项系统调试遗留问题整改2011年10月完成试运行前4个阶段方案细化、审查。组织STATCOM规范审查2011年12月完成试运行第一阶段恒无功控制试验2012年1月完成第五阶段过负荷试验2012年3月完成第六阶段过短路试验2012年4月19验收调试情况4目录项目背景1基本原理与特点2里程碑事件3成果及应用前景5下阶段工作计划6（一）管理架构STATCOM项目管理组织架构南网项目部省公司示范工程工作组验收启动委员会启动工作组调试验收组系统调试组试运行工作组领导小组工作小组东莞局示范工程工作组安装验收系统调试短路试验2010年9月30日完成常规设备安装验收，2011年4月28日完成STATCOM低压调试。2011年8月8日完成装置装置并网系统调试。2012年3月31日完成装置过负荷试验。2012年4月28日完成短路试验。过负荷试验（二）验收调试情况STATCOM验收调试的关键环节22安装验收两个月完成STATCOM常规设备土建及设备安装调试23系统调试试验前核查装置控制参数共同讨论试验方案的细节系统调试结果表明，STATCOM所有稳态控制逻辑及功能指标均满足设计要求并网调试是STATCOM科技项目的一个重要环节，为此我局多次组织审查《STATCOM装置系统调试方案》24试过负荷试验现场人员研究过负荷与保护的配合问题试验前细查装置回路过负荷逻辑要求STATCOM能发出300MVA无功，持续时间为5秒。试验结果表明，STATCOM过负荷控制逻辑正确，并具备1.5倍过负荷能力（即300MVar）25短路试验短路试验人工接地点选择220kV东元乙线距离STATCOM安装处9.8公里的线路上。试验结果表明，STATCOM暂态控制逻辑正确，整个暂态响应过程仅需15.8毫秒，完全满足技术标准要求26短路试验结果由波形图可知：（1）系统短路时STATCOM发出容性无功支撑系统电压，逻辑正确。（2）STATCOM从检测到电网故障到其发出大容量无功的时间为15.8ms27暂态响应情况STATCOM并网运行至今，成功响应了4次系统故障，分别为2012年4月12日花博乙线AB相间故障、4月25日东惠乙线B相接地故障、4月28日东元乙线A相接地故障（人工接地短路试验）、5月5日东黎甲线AB相接地故障，STATCOM均能及时进入暂态，发出大容量无功支撑电网。28花博乙线AB相间故障（4月12日14时52分）（限幅为200MVA）东惠乙线B相接地故障（4月25日22时52分）（限幅为200MVA）东元乙线A相接地故障（4月28日14时46分）（限幅为300MVA）东黎甲线发生AB相接地故障（5月5日8时29分）（限幅为200MVA）故障时220kV母线A相电压121kV(0.91倍额定电压)130kV(0.98倍额定电压)83kV(0.62倍额定电压)33kV(0.25倍额定电压)故障时220kV母线B相电压120kV(0.91倍额定电压)99kV(0.74倍额定电压)141kV(1.06倍额定电压)44kV(0.33倍额定电压)故障时220kV母线C相电压128kV(0.96倍额定电压)132kV(0.99倍额定电压)136kV(1.01倍额定电压)129kV(0.99倍额定电压)STATCOMA相总电流3260A(0.98倍额定电流)3190A(0.97倍额定电流)4500A(1.36倍额定电流)4080A(1.20倍额定电流)STATCOMB相总电流3500A(1.06倍额定电流)3400(1.03倍额定电流)4860A(1.47倍额定电流)4900A(1.48倍额定电流)STATCOMC相总电流3320A(1.00倍额定电流)3550(1.07倍额定电流)4610A(1.4倍额定电流)4900A(1.48倍额定电流)目录项目背景1STATCOM的组成2里程碑事件3成果及应用前景5装置应用情况4下阶段工作计划6Page30（一）项目取得成果圆满完成STATCOM过负荷试验、短路试验两项关键的试验项目。12项目取得优异成果组织编制了STATCOM技术规范、出厂试验规范、现场试验规范、运行管理导则四项技术标准3组织编制了STATCOM现场运行规程、一百问小册子。30（一）项目取得成果撰写了±200MVA链式静止补偿器STATCOM的主电路联接型式分析、百MVA级链式静止补偿器STATCOM电流互感器安装消除死区的探讨等10篇科技论文。56项目取得优异成果安排了9次专题培训、6次出厂验收及2次外出调研。全过程参与STATCOM装置验收、低压调试、系统调试及试运行，培养了一批STATCOM专业技术人才。4编制了STATCOM专业验收方案、低压调试方案、启动方案、系统调试方案、试运行方案、装置入网风险分析报告共12份工作方案。31（二）项目应用前景本项目提出的研制35kV百MVA级高压大功率变流器及静止补偿器研制成功，一举攻克了以变流器为核心构成的高压大功率变频器、轻型直流输电、大功率电力机车、大功率风力发电用变流器等最核心技术，具有体积小、效率高、成本低等诸多优点，打破国外技术封锁与垄断，对提升我国电力电子技术产业的整体技术水平具有重要作用，具有广泛的市场前景。32目录项目背景1STATCOM的组成2里程碑事件3下阶段工作计划6装置应用情况4成果及应用前景5下阶段工作计划34从出版专著、完善技术标准、申报专利、撰写科技论文、科技查新等方面提炼STATCOM科技项目成果，为申报南网和国家科技奖项做准备；组织STATCOM技术交流会议、科技成果鉴定会议，扩大STATCOM影响力。一二继续组织做好剩余恒电压控制试验、远方模式下恒无功控制试验、远方模式下恒电压控制试验三个阶段试运行试验；三介绍完毕，谢谢！