| 标题 | STATCOM对线路距离保护影响研究 |
| 范文 | 李瀚霖 李世春 李士东 白延博 摘要：伴随着电力电子技术的快速发展，静止同步补偿器STATCOM在电力系统被广泛使用。STATCOM的运行状态及控制策略愈加复杂，对继电保护装置的安全、可靠工作提出了更高要求。本文根据STATCOM工作原理与特性，深入分析了STATCOM在不同位置故障情况下对电力线路距离保护的影响。 关键词：STATCOM；电力系统；距离保护；测量阻抗 自柔性交流输电系统概念提出以来，静止同步补偿器STATCOM发展迅猛，其在抑制电力系统振荡、稳定节点电压、提高静态稳定性及暂态稳定极限等方面发挥着重要作用。[14] 1 STATCOM基本结构和工作原理 1.1 STATCOM电路结构 本文所涉及的STATCOM采用电压型桥式电路，其结构主要由连接电抗器、电压型三相全桥逆变器和直流侧电容3部分组成。[5] 1.2 STATCOM工作原理 静止同步补偿器STATCOM是通过电阻和电抗器将逆变电路并联在电网上，根据系统流入的有功、无功或电压指令，准确地调节三相全桥电路的触发角α，控制输出电压的幅值与相角，进而控制补偿器交流侧电流实现电路吸收或者发出满足全系统运行所需求的无功电流，实现动态无功补偿作用。若系统侧电压Us>Ug，装置吸收来自系统感性无功；若Us 1.3 STATCOM控制回路 本文使用基于SPWM技术的STATCOM控制模型，其电路模型主要包括触发脉冲形成和控制器两大部分。控制器的搭建思路为：通过测量STATCOM的输入，计算STATCOM输出电压与系统电压的偏差角，进而通过偏差角的动态调整实现直流侧电压调节功能，最终达到间接调节交流侧输出电压幅值的目的。 2 STATCOM对距离保护影响分析 STATCOM安装在线路中点可以有效提高系统的暂态稳定性，[7]本文将STATCOM安装在线路中点，对故障发生在STATCOM之前和STATCOM之后两种情况，对距离保护的影响进行分析。 2.1 故障发生在STATCOM之前 当故障发生在STATCOM安装位置之前时，STATCOM不包含在故障回路里，其等效电路图如图1所示。 由上图可得，M侧距离保护安装处的测量阻抗为： （1） 通过式（1）分析可知，距离保护的测量阻抗与过渡电阻相关。STATCOM的投入会导致附加阻抗增大。不过其对结果影响相对较小，不影响阻抗继电器地正确动作。 2.2 故障发生在STATCOM之后 若故障发生在STATCOM安装位置之后时，系统等效电路图如图2所示。 由图2所示等效电路，根据基尔霍夫电流定理，有： （2） 与故障发生在STATCOM安装位置之前时相比，附加阻抗除了受过渡电阻影响外，STATCOM也会产生附加阻抗。当故障发生在STATCOM安装位置之后时，注入电流将会导致附加阻抗值增加，引起距离保护欠范围拒动；若STATCOM从系统中吸收无功，则会导致附加阻抗值减小，导致距离保护超范围误动。 3 总结 本文首先对STATCOM的工作原理和控制回路进行了详细介绍。 故障发生在STATCOM安装位置之前时，保护测量电阻的精确度受过渡电阻影响最大，不影响阻抗继电器地正确动作。当故障发生在STATCOM安装位置之后时，若补偿装置向系统注入无功将会导致附加阻抗值增加，引起距离保护欠范围拒动；若STATCOM从系统中吸收无功，则会导致附加阻抗值减小，导致距离保护超范围误动。 参考文献： [1]李少飞，李生虎.STATCOM不对称控制策略下线路距离保护测量阻抗的改进算法[J].电力系统保护与控制，2013，41（21）：6570. [2]文小玲，尹项根.三电平STATCOM的建模和仿真分析[J].武汉工程大学学报，2008，30（1）：8790. [3]叶华，张宁，刘玉田，等.STATCOM自定义建模及动稳态分析[J].山东大学学报，2007，37（5）：7377. [4]曹强飞.含STATCOM的输电线路距离保护与暂态能量保护研究[D].西安理工大学，2018. [5]黄少锋，刘千宽，柳焕章，等.基于补偿电压复合极化量的自适应距离继电器[J].电力系统自动化，2007，31（19）：3845. [6]刘青，王增平，张媛.消除STATCOM对线路距离保护影响方法的研究[J].电力系统保护与控制，2010，38（24）：9398. [7]楊德鑫.STATCOM接入电网相关保护问题的研究[D].华南理工大学，2016. 作者简介：李瀚霖（1990），男，硕士，助理工程师，主要研究方向为电网运行管理、继电保护和分布式电源保护与控制。 |
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