基于多级注入式电流源变换器的STATCOM建模与控制

介绍一种新型的多级注入式电流源变换器,这种变换器主桥实现了零电流切换,消除开关损耗的同时降低了对吸收回路的要求,简化了变换器与交流系统的连接,在换向期间网侧不需要大容量的交流电容。建立了基于多级注入式电流源变换器的STATCOM的数学模型,对STATCOM的非线性数学模型进行局部线性化。通过分析给出了控制策略框图,利用PSCAD/EMTDC对所建模型进行仿真,结果表明,该结构的STATCOM具有良好的动态、稳态特性,并验证了所提出控制策略的可行性。     

基于MLCR-CSC的STATCOM控制策略研究与仿真

简要介绍了并联型多级注入式电流源变换器(MLCR-CSC)的拓扑结构、工作原理及其优点。建立了多级注入式电流源变换器的控制模型,在此基础上针对静止无功补偿器(STATCOM)的运行特点,建立了多级注入式电流源型STATCOM的工作模型,利用PSCAD/EMTDC对所建立的模型进行了仿真,详细分析了系统电压、电流的动态和稳态波形及模型参数设置对STATCOM性能的影响。仿真结果表明了该结构STATCOM的良好性能和控制方案的可行性。     

一种新型电流源型变换器

对直流纹波注入的概念进行了介绍,在此基础上对基于多电平注入式的新型电流源型变换器进行了分析,并且基于PSCAD/EMTDC的软件环境下进行了仿真分析。通过对九电平注入仿真波形的分析,总结了此新型拓扑结构和仿真波形特点,给出了具体的触发方法。此新型电流源型变换器融合了多电平、谐波注入和软开关的技术,不仅为主桥开关的切换提供了安全可靠的零电流条件,而且具有很好的谐波抑制能力,减少了交流侧安装大容量交流电容作为吸收电路的不便。由于注入电流的多级变换,所以减少了对注入开关容量的要求。     

大功率注入式电流源型变换器拓扑和模型

多电平注入式电流源变换器(CSC)采用注入式技术来降低谐波畸变率,保证了输出电流波形的质量,减少了器件应力的同时保证了主桥在零电流时换相,实现了真正意义上的软开关。这里给出大功率应用场合下多电平注入式CSC新拓扑以及注入式波形产生的开关触发时序,解决了常规CSC中的难题。最后通过仿真和实验验证了所提理论。     

大功率强迫换相电流注入多级变换器新拓扑

工程应用中,大功率变换器大都采用电压源型变换器.为解决常规电流源变换器所遇到的难题,提出了一种注入式多电平电流源型大功率变换器.基于直流侧注入阶梯电流,采用交流侧输出理想正弦交流的注入方法,对变换器注入开关时序、交流侧输出电流和直流侧注入电流变化规律进行分析.研究结果表明,该变换器主电路功率器件的开关频率为工频,降低了开关器件的动态损耗;主桥功率器件在零电流时换相,实现了真正意义上的软开关技术;变换器交流侧不需安装滤波装置就能输出高质量的电流波形.     

不平衡工况下配电网STATCOM的控制策略

针对系统电压不平衡对静止同步无功补偿器(STATCOM)运行的影响:直流侧电容会产生2倍频的电压波动;交流侧输出3次谐波电压和电流.影响STATCOM的输出性能及安全运行的问题.提出了解决方法和策略.STATCOM主要由直流侧电容、二电平逆变器和连接电抗器等组成.为改善STATCOM的运行特性.采取增大STATCOM直流侧电容容量的方法来抑制3次谐波电流:认为抑制3次谐波唯一的途径在于改进开关函数.采用新的开关函数后,STATCOM逆变器输出电压与直流侧电容两端电压的波动无关.实现了抑制3次谐波电流的目的;采用负序电压前馈控制策略.即采用不平衡控制策略.使得STATCOM逆变器的负序电流为零,达到抑制负序电流的目的.采用Matlab对所提出的方法和控制策略进行了仿真.结果表明.所提方法正确且策略有效.     

新型注入式多电平电流源型变换器的研制

给出了大功率应用场合下多电平注入式电流源变换器的拓扑结构和开关触发时序。该拓扑通过控制与多抽头电抗器相连的开关器件,产生一定规律的多电平电流注入到常规12相主桥变换器中。主桥开关器件1个电网周期开关1次,开关频率低,将具有一定规律的电流波形注入2个并联主桥,不仅降低了一次侧交流输出电流的谐波畸变率,而且实现了主桥零电平换相。实验装置采集波形与PSCAD/EMTDC仿真波形吻合。     

并联多电平注入式电流源型变换器的新型拓扑

根据多电平注入交直流变换原理,设计了一种新的并联多电平注入式电流源型变换器拓扑结构,注入开关的导通电流为直流输出电流与电平数的比值.新型拓扑中每个注入支路单元由2个等效开关和1个独立电抗器构成;同一注入单元的开关交替通断;不同注入单元的开关采用状态遍历的开关控制方法,使处于通态的各单元开关平均分配直流输出电流.以三电平为例,对系统电压、电流波形及开关控制方法进行了论述,并在PSCAD/EMTDC软件环境下进行了仿真,分析与仿真结果表明了新型拓扑的良好特性.与现有的并联多电平注入式电流源型变换器拓扑结构相比,新型电路结构中注入单元开关器件的电流容量和开关通断时的电流变化率降低;各注入单元支路开关通态时间延长.     

双三点式STATCOM的电压电流波形分析

对双三点式STATCOM在基频调制方式下的电压和电流进行了理论分析,给出了相应的解析表达式。并利用Matlab/Simulink对STATCOM的电压和电流波形进行了仿真分析。理论和仿真分析结果的一致性证明了所提出的理论分析方法是正确、有效的。最后,对STATCOM的电压和电流谐波特性与电感和电容参数的关系进行仿真分析的结果表明,直流侧上下电容电压以3倍于基波的交变频率在平均值上下波动,且其波动范围随电感和电容值的增加而减小;当电感较大时,交流侧输出电压和电流的谐波畸变率受直流侧电容的影响很小,而当电感较小时,输出电压和电流的谐波畸变率随电容值的增加而减小。     

LC耦合式级联STATCOM及其控制策略

不同于常规电感滤波式的静止同步补偿器(STATCOM),LC耦合式级联STATCOM(LC-STATCOM)输出滤波器采用电感和电容串联结构,在容性无功补偿、运行效率等方面更具优势。分析了LC-STATCOM的工作原理和运行性能,并建立离散状态方程。针对LC串联存在谐振的问题,提出了适用于LC-STATCOM的状态反馈控制,可以有效地增大谐振阻尼,改善系统基频增益,提高电流控制性能;基于所推导的离散状态方程,构建了输出电容电压状态观测器,利用电压观测值进行状态反馈可以省去电容电压传感器,降低成本。     

Reactive-Power Compensation of Coal Mining Excavators by Using a New-Generation STATCOM

This paper deals with the development and implementation of a current-source-converter-based static synchronous compensator (CSC-STATCOM) applied to the volt-ampere-reactive (VAR) compensation problem of coal mining excavators. It is composed of a plusmn750-kVAR full-bridge CSC with selective harmonic elimination, a low-pass input filter tuned to 200 Hz, and a Delta/Y-connected coupling transformer for connection to medium-voltage load bus. Each power semiconductor switch is composed of an asymmetrical integrated gate commutated thyristor (IGCT) connected in series with a reverse-blocking diode and switched at 500 Hz to eliminate 5th, 7th, 11th, and 13th current harmonics produced by the CSC. Operating principles, power stage, design of dc link, and input filter are also described in this paper. It has been verified by field tests that the developed STATCOM follows rapid fluctuations in nearly symmetrical lagging and leading VAR consumption of electric excavators, resulting in nearly unity power factor on monthly basis, and the harmonic current spectra in the lines of CSC-STATCOM at the point of common coupling comply with the IEEE Std. 519-1992     

基于矢量控制的纯电动汽车电机控制器的研制

设计了针对纯电动汽车开发的一款5k W电机控制器。硬件设计上采用低电压、大电流的MOSFET并联技术,以高性价比的ARM核CPU为主控单元;软件设计上以高性能的电流矢量控制来实现对交流异步电机的精准控制,并加入整车控制逻辑;具有成本低、工艺简单、可靠性高、可以实现批量生产的特点。目前通过实验充分验证了其实用性和可靠性,并已实现批量生产。     

高压直流输电控制保护技术发展的探讨

文章从直流输电的基本控制策略、为满足交直流系统动态性能要求的控制策略、为满足交直流系统暂态性能要求的保护策略、直流控制保护系统软、硬件结构等方面, 综述了我国高压直流输电控制保护技术的基本内容和发展现状。并提出必须从提高可靠性、进一步克服换相失败的弊病、进一步发展远方控制和无人值守的通信技术、加强直流附加控制的研究和应用、采用新的换流元件和新的设计理念等方面努力, 不断提高我国直流输电技术水平。     

大功率交流电子负载的研究

对大功率能量回馈式单相交流电子负载进行了深入研究,包括其主电路结构和控制方法。主电路采用AC／DC／AC结构,并用电压型PWM整流器构成其输入、输出变流器。给出了输入、输出变流器的控制策略。为了提高电子负载的动态响应性能,采用滞环电流控制技术作为控制方式,并采用数值算法计算参考电流。用PSCAD／EMTDC软件对所提出的电子负载进行了仿真并研制了试验样机。仿真和实验结果表明,所提出的电流算法及控制方法是有效的,实现了电子负载的恒定阻抗工作方式,输入端能准确模拟设定阻抗值且试验能量以单位功率因数回馈电网。     

基于数字PWM控制器iW3620的AC／DCLED驱动器设计

iW3620是一种利用先进的数字控制技术和在峰值电流型PWM反激式变换器中利用初级侧控制技术的高性能AC／DC离线式LED驱动器。文中介绍了iW3620的功能特点和基于iW3620的AC／DC离线式LED照明电源的设计。     

交流采样技术在同步发电机测试中的应用

本文简述了直流采样和交流采样技术在同步发电机测试设计中的基本概念 ,主要介绍了交流采样技术在同步发电机测试中的设计和实现方法 ,并给出了发电机定子电压、电流 ;有功功率、无功功率及发电机频率、功角的计算方法。     

电动车交流感应电机电流控制器设计方法

针对电动车交流感应电机控制,详细介绍了基于矢量控制的电流控制器设计方法和控制参数计算方法。同时为了提高调试效率,使控制器参数能够更快更好的匹配实际电机,本文基于交流感应电机数学模型,提出了一种采用公式计算的PI参数设计方法。最后通过对控制系统进行稳定性分析和simulink仿真,验证了所设计的电流控制器具有很好的稳态和动态性能。     

基于DSC和MCU的多输入多功能特种电源的研究

研究设计了一款多输入多功能特种电源,该电源以数字信号控制器(DSC)MC56F8037和微控制单元(MCU)MC9S12G48为控制核心,可将交流和直流输入电转换为满足特种车辆起动、供电、焊接及蓄电池充电所需的直流电,具有技术先进、安全性高、可靠性好、环境适应性强等优点。     

Model-based current control of AC machines using the internal modelcontrol method

In this paper, the internal model control (IMC) method is applied to AC machine current control. Permanent magnet synchronous machines and induction machines are considered. The result is synchronous-frame proportional integral (PI) or PI-type controllers, the parameters (gain and integration time) of which are expressed directly in certain machine parameters and the desired closed-loop bandwidth. This simplifies the controller design procedure, eliminating or reducing the need for trial-and-error steps, and is the main purpose for using IMC     

一种新型的电容电流在线测量系统设计

针对目前电容电流值测量误差大、测量方式依赖性强的问题,提出了一种在线电网电容电流测量系统设计方案。系统采用可编程交流变频信号源和高Q值的50 Hz陷波电路设计,提高了注入的非工频信号稳定性。通过STM32型高速单片机和触摸屏组态软件进行过程微处理控制和信息交互,保证了操作的便捷和实时性。该测量系统通过可编程交流变频信号源注入非工频信号,推导出计算电容电流的数学模型,经仿真试验验证,测量精度在行业标准要求的范围之内,结果验证了设计方法的正确性、合理性,为消弧线圈接地系统的实际应用提供一种新思路。