基于改进鱼群算法的矿用链式STATCOM装置的LCL滤波器参数优化

针对矿用链式STATCOM装置的LCL滤波器参数设置方法复杂、计算量大的问题,采用带有淘汰与克隆机制的人工鱼群算法对矿用链式STATCOM装置的LCL滤波器参数进行优化。实验结果表明,改进后的鱼群算法能对链式STATCOM装置的LCL滤波器参数进行有效优化。参数优化后的LCL滤波器性能得到提高,改善了煤矿电网的电能质量。     

基于LCL滤波器的中高压链式STATCOM 参数设计

目前LCL滤波器的研究主要集中于整流器、有源滤波器APF和新能源并网发电方面,在中高压链式STATCOM方面研究较少。建立基于LCL滤波器的中高压链式STATCOM的数学模型,其次研究中高压链式STATCOM的各级直流侧电容和纹波之间的变化关系,设计出容量2.8 MVar电压6 kV链式STATCOM主电路的参数值,基于LCL滤波器各参数变化与电流纹波抑制和装置效率之间的限制条件,在此基础上提出在满足电流纹波抑制效果、电压损耗和装置效率3个要求的前提下,设计出滤波效果最优的LCL滤波器的参数值。最后通过计算机仿真与实验装置验证LCL滤波器参数设计方案的正确性。     

基于LCL滤波的三电平滤波器在煤矿电网的应用

针对煤矿提升机供电网络的这一问题,文章采用一种基于LCL滤波的有源滤波器(APF)来达到降低煤矿电网谐波的目的。该滤波器主回路采用NPC型三电平拓扑结构,通过电容电流反馈的有源阻尼方法实现对LCL滤波器的稳定性控制问题。对于有源滤波器(APF)的电流跟踪控制问题,采用基于重复原理的复合控制方法,将比例控制与重复控制结合在一起,有效的解决了传统PI控制的不足,且原理简单,易于工程实现。最后通过Matlab对所设计的LCL滤波器与电流跟踪控制方法进行仿真验证,并通过实验平台对其进行了实验验证。     

并联型三相矿用有源电力滤波器滑模谐振控制

为了提高矿用有源电力滤波器的补偿能力,提出了一种基于滑模谐振控制器的有源电力滤波器控制策略。根据d-q坐标系的电流方程采用滑模控制理论设计了电流环滑模控制器,同时针对三相不控整流电路产生的含量较高的正序7次谐波分量及负序5次谐波分量,利用改进谐振控制可实现正弦波信号的零稳态误差跟踪,并在滑模控制的基础上并联谐振控制,从而提出一种滑模谐振控制算法。与传统PI控制相比较,仿真结果验证了所提方法的有效性和优越性。     

新谐振调节器谐波分析检测机理仿真研究

提出了一种基于谐振调节器改进的瞬时无功功率ip-iq谐波电流分析检测法,大大提高了检测精度与实时性,将其推广应用于有源电力滤波器谐波检测环节,当负载突变、电压畸变及频率波动不同工况时,该方法瞬时响应速度快,实现了零稳态误差,并提高了检测算法执行速度,得到补偿后电网电流畸变率低,APF动态跟踪性能更好。     

矿用6kV静止无功发生器的改进PR控制

研究应用于煤矿地面6 k V变电站的静止无功发生器(SVG)的补偿电流控制策略。静止无功发生器的电流环控制要求补偿电流能够无误差地跟踪指令电流信号,而传统的PI控制需要进行复杂的dq坐标变换,且很难消除稳态误差。直接在三相静止坐标系下采用改进的比例谐振(PR)控制器实现对不同频率正弦信号的零稳态误差跟踪控制。给出了PR控制器各参数的设计方法,通过仿真对所提供控制策略进行了验证。仿真结果表明,改进PR控制策略跟踪效果良好,可使SVG同时且有效地补偿基波无功电流和谐波电流。     

煤矿高压大容量并联有源电力滤波器研究

针对煤矿系统中严重的谐波及无功治理问题,提出了适用于高电压大容量场合的有源电力滤波器。介绍了并联有源电力滤波器的基本原理,采用混合级联的方式,解决了有源电力滤波器中电力电子器件耐压值不够等缺点。采用重复控制加PI控制的电流跟踪策略,基本实现有源电力滤波器对指令电流的无差跟踪。在MATLAB中仿真验证了该拓扑及控制策略的可行性,在低压实验中验证了该方案的可行性。     

矿用大功率STATCOM控制策略与仿真

以工矿企业35 kV/6 kV变电站为研究应用背景,提出一种应用于大功率STATCOM的谐波与无功综合电流补偿控制策略。在治理谐波方面,采用了一种基于多个n次谐波同步旋转变换的谐波低频补偿技术,能够对低次谐波进行补偿控制;在基波无功的动态补偿方面,采用前馈闭环解耦控制,能够精确、动态地补偿基波无功电流。从而实现了谐波和无功的综合补偿。     

三电平四桥臂有源滤波器在煤矿电网的应用

针对煤矿电网电能质量低的问题,提出一种电流谐波补偿装置,即三电平四桥臂有源滤波器,在传统两电平四桥臂空间矢量调制算法基础上,采用将复杂三电平四桥臂空间矢量控制问题简化分解成基准电平状态选择和两电平四桥臂空间矢量控制2个部分进行设计的方法。针对煤炭电网中需要对指定次数谐波电流补偿的情况,研究了基于分频控制思想的有源滤波器控制策略;并通过仿真和试验进行了验证,以五次谐波为例,经过三电平四桥臂有源滤波器进行补偿后,五次谐波含量下降约70%,证明了三电平四桥臂滤波器在矿井谐波补偿方面的可行性和优越性。     

LCL滤波器的链式STATCOM容错控制策略研究

为提高LCL滤波器的6 kV/8级联STATCOM运行可靠性,基于对装置故障准确诊断的前提下,通过调整链式STATCOM的软硬件结构来保证装置在故障情况下稳定可靠的运行能力。采用带一级冗余的硬件冗余方法结合解析冗余方法解决装置的容错控制问题,将需要进行容错控制处理的相间/相内电容电压平衡控制策略以及PWM调制策略纳入控制框架,当故障发生后通过封锁驱动脉冲和旁路机构将故障模块同主电路隔离,最终达到装置的故障诊断与容错控制的无缝结合。仿真与实验结果证明,通过容错控制策略装置具有良好的动态补偿效果,容错控制响应迅速。     

基于LCL滤波的三电平有源滤波器研制 基于LCL滤波的三电平有源滤波器研制

永城煤矿部分矿井提升机系统采用直流电动机调速设备,产生谐波,污染电网。针对这一问题,本研究研制了一套基于LCL滤波的三电平有源滤波器以降低系统谐波。该装置采用二极管箝位型三电平拓扑结构,通过电容电流反馈的有源阻尼方法进行谐振抑制,并且将智能化粒子群算法应用于LCL滤波器参数设计。本研究所采用理论及方法,经仿真验证证明其正确可行,可以有效降低系统谐波。通过样机实验结果证明,所研制的有源滤波器可以有效补偿直流提升系统产生的谐波,将电网谐波含量控制在5%以内,满足国家标准。     

矿用变电站STATCOM双机运行问题

国家对电能质量的要求愈来愈高,无功补偿及谐波治理问题是制约电能质量提高的关键因素。STATCOM作为目前中低压无功补偿及谐波治理领域的最先进技术,得到了广泛的应用。由于对电力系统稳定性的依赖,大部分矿用变电站都采用多台变压器并联运行,而单台STATCOM的装置容量都有限,在大部分场合都采用同时安装多台STATCOM装置在并联变压器的二次侧。由于受负荷不均的影响,变压器间会存在一定的能量流动。能量的流动会使补偿装置间形成环流震荡,甚至使装置输出电流发散,使补偿系统崩溃,这对变压器并联运行工况下的无功补偿及谐波治理问题提出了新的挑战。提出了一种基于硬件采样改进的简化分布式互联控制方法,有效的避免了装置间的环流和电流发散问题,可对多台变压器并联运行的无功补偿及谐波治理问题研究提供参考。     

井下1140V级联STATCOM关键技术的研究

针对煤矿井下1 140 V就地补偿设备-STATCOM,研究了级联STATCOM的主电路拓扑结构,调制原理和直流侧电容电压平衡的控制策略。在Matlab中搭建了级联H桥STATCOM,仿真结果表明,井下1 140 V级联STATCOM能够根据负载的波动快速的实现动态无功补偿。开发了100 kvar、1 140 V级联STATCOM,并得到实际应用。现场运行结果表明,井下1 140 V级联STATCOM具有很好的无功补偿效果。     

双PWM变频调速系统在矿井提升机中的应用

针对目前大部分矿井提升机仍采用转子串电阻调速方法造成能量浪费的现状,提出了一种双PWM变频调速方案:三相电压型PWM整流器采用电压、电流双闭环控制,其中电流环引入前馈解耦控制,并结合空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法来提高直流电压利用率。仿真实验的结果表明,该双PWM变频调速系统控制精度高、动态响应快、抗扰能力强,能有效地实现矿井提升机的节能降耗。     

6kV STATCOM装置在煤矿供电系统中的应用

分析了煤矿供电系统中无功和谐波电流带来的危害,设计出基于动态无功补偿装置STATCOM的补偿方案,在传统的基于瞬时功率的补偿电流检测方法的基础上,提出了基于基波正序电压检波器的p-q检测法,此种方法能在电网不平衡、畸变等恶劣情况下快速、准确地检测出负载侧的谐波和无功电流分量,电流跟踪采用滞环比较控制,有效地解决了煤矿供电系统复杂的问题。     

级联静止同步补偿器（STATCOM）系统原理及故障分析研究

随着煤矿自动化水平的提高,STATCOM装置在井下电网无功 补偿和谐波 治理等方面得到了广泛地应用,尤其煤矿井下综采工作面和辅助运输系统的设备电源电压多数为1 140 V电压等级的设备,1 140 V电压等级的设备大多是感性负载和非线性负载,这些设备与井下电网之间存在着大量无功功率与谐波电流,日常使用过程中,该装置中的IGBT作为核心元件,经常会发生各种故障,影响生产,还会导致井下电网的功率因素降低、设备和线路的损耗增大、保护装置易误动作,甚至会导致线路的末端设备不易启动、故障性瘫痪等严重的机械事故,影响井下正常生产。因此,以井下1 140 V级联H桥STATCOM系统作为研究对象,根据其原理和参数的设计方法,分析STATCOM中可供采集的信号,分析负载变化和IGBT故障对系统中其他信号的影响。为矿上处理井下存在的大量无功功率与谐波电流提供理论基础,重点对STATCOM装置的稳定运行起到了很关键的作用。