静止同步补偿器装置在电力系统中的应用研究

孙江平

(上海电力设计院有限公司,上海 200025)

江苏南部电网负荷密度高、本地电源相对缺乏、通过6回500 kV交流线路和1回±800 kV直流线路从系统受电，动态无功支撑能力不足，存在直流闭锁、系统电压失稳等风险，进而导致系统电压的崩溃。大规模的静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator，简称STATCOM)装置可以快速地吸收或者发出满足要求的无功电流，在电力系统发生电压故障时，可以快速地提供电压支撑，防止系统电压崩溃[1-2]。为提高交流电网故障切除后系统电压恢复速度，降低直流闭锁概率，支撑直流快速恢复，提高苏州南部电网安全稳定水平，苏州南部电网增加动态无功装置是必要的。

1 STATCOM装置介绍

经过系统研究得出，本项目中设置总容量为±300 Mvar的STATCOM装置，共配置3套，每套±100 Mvar。每套STATCOM装置由3个换流链组成，采用三角形连接方案，每个换流链为一相，由27个H桥功率模块首尾串联而成，STATCOM装置组成原理图如图1所示。

2 STATCOM方案设计

2.1 STATCOM装置的组成

STATCOM装置采用集装箱布置方案，STATCOM成套系统包含以下设备：连接电抗器；功率阀组；启动装置；水冷系统；控制保护系统。

(1)连接电抗器。STATCOM的输出通过连接电抗器直接接入35 kV系统侧，可以实现能量缓冲，降低输出电流纹波。

(2)功率阀组。功率阀组是STATCOM系统的基本组成单元，由大功率电力电子器件IGBT及其驱动电路、支撑电容、控制板卡及相关附属器件等组成。STATCOM功率阀组拓扑采用级联H桥式结构，每相由若干个功率阀组组成，配置冗余功率单元，采取必要的故障后冗余控制策略，可满足“N-1”或者“N-2”的安全运行要求。……