引起三级电压源逆变器直流侧电容电压变化的原因

利用作者早先提出的一种开关函数正负半波分解的方法，分析了三级电压源逆变器直流侧电容电压在电网对称及不对称条件下，电容电压的变化与开关函数间的关系，并得出引起直流侧电容电压变化的根本原因是与开关函数基频同相位的偶次余弦电流分量。     

基于STATCOM的低压配电网电压不对称系统的电压波动控制研究

针对低压配电网电压不对称时负载侧电网电压的波动情况,传统的基于瞬时无功功率理论的无功电流检测方法已经不能满足静止同步补偿器(STATCOM)的要求,因此,在补偿不平衡负载时,提出了一种改进的低压配电网电压不对称系统的STATCOM的控制方法。该方法通过产生一个与负载无功电流分量大小相等、相位相反的输出电流来达到补偿的目的。STATCOM采用双环控制,其中内环为电流控制部分,外环为电压控制部分,通过外环控制来使得直流侧电压达到指定值,同时将该信号作为有功电流控制环的控制指令,然后将直接检测出来的负载侧无功电流基波分量作为无功电流控制环的指令,实现快速准确补偿。笔者还利用MATLAB软件进行了仿真研究,仿真结果表明,改进后的STATCOM控制方法能更有效地实现由不对称负载引起的电压波动的抑制效果。     

STATCOM控制的电力系统稳定性分析

基于哈密顿系统理论，将含有STATCOM的简单电力系统表示为标准的哈密顿系统，推导了该系统的哈密顿函数，并证明了所得到的哈密顿函数可作为判断系统稳定性的Lyapunov函数。根据该函数，提出了STATCOM控制的电力系统的暂态稳定分析新方法。对含有STATCOM控制的简单电力系统的数值仿真结果证实了这一方法的有效性。     

交流不对称情况下交直流系统谐波分析计算方法

分析了交流系统发生不对称故障时考虑换流阀非等间隔导通、三相换相角不相等和换相电流非线性等因素的换流器动态过程,建立了基于基本分量、修正分量和换相分量的三相电压电流开关函数以及换流器序分量开关函数模型,实现了在交流不对称情况下对交直流系统的精确分析计算。提出了考虑交直流系统间谐波相互作用及换流器不对称运行状态的交直流系统谐波分析计算方法,以代数解析表达方式揭示了交直流系统间谐波相互作用的机理。将所提出的方法应用于国际大电网组织（CIGRE）高压直流（HVDC）标准系统和南方电网贵广Ⅱ回HVDC系统的谐波分析计算,并与PSCAD/EMTDC软件所得数字仿真结果相比较,表明所提出的方法准确、有效,为交直流混联系统的谐波抑制、滤波装置的配置和继电保护的整定配合等提供了定量分析依据。     

链式STATCOM电容电压不平衡现象研究:(一）仿真和试验

由于链式静止同步补偿器（STATCOM）直流电容器各自独立，如何使这些电容器上的电压保持一致，是装置安全可靠运行需要解决的关键问题。而电容电压不平衡机理的研究则是制定电压平衡控制策略的基础。文中通过数字仿真和物理模型试验进行相互比较，研究了各种因素对电容电压分配的影响，指出开关脉冲延时不同、混合型损耗差异以及并联型损耗差异是造成电容电压不平衡的主要原因。其研究结果对于建立链式STATCOM数学模型,从而定量分析电容电压的不平衡程度，进而制定合理的平衡控制策略具有重要意义。     

±50 Mvar链式STATCOM稳态特性研究

根据±50 Mvar 链式静止无功补偿器（STATCOM）的实际设计，建立其仿真模型，分析其运行原理和稳态特性，通过PSCAD仿真软件计算得到其各项稳态性能指标满足要求。在传统的STATCOM数学模型基础上，建立了考虑各种损耗的链式STATCOM详细的暂态、稳态数学模型，解释了链式STATCOM稳态运行时的若干非线性现象，利用PSCAD仿真软件对±50 Mvar STATCOM进行稳态仿真研究，验证了上述分析结果的正确性。     

±20 Mvar STATCOM总体设计

介绍了由河南省电力局和清华大学合作研制的±20 Mvar STATCOM的应用背景，以及STATCOM的基本原理及大容量STATCOM的整体方案设计，并且给出了±20 Mvar STATCOM在所运行的变电站与系统的连接、装置的整体构成及设计思路。     

STATCOM与发电机励磁的协调控制

针对单机无穷大系统，建立了包含静止同步补偿器（STATCOM）的状态空间模型，应用给定信息结构约束下的最优控制理论和算法，设计了4组STATCOM与发电机励磁的协调控制器。它们的控制规律分别是：状态反馈的完全分散协调控制、输出状态反馈的完全分散协调控制、STATCOM处可以反馈机组角频率偏差的特定信息结构下的LQ协调控制、全状态反馈的集中型最优控制。仿真结果表明，与独立设计的AVR/PSS励磁控制器和电压偏差PI调节型STATCOM控制器相比，上述4组协调控制器能更加有效地提高系统暂态稳定性能。同时，完全分散信息结构的状态和输出反馈控制的控制性能稍次于其他两种协调控制规律，但由于它们实现代价低、可靠性高，更易于实际应用。     

±10 kvar静止同步补偿器的动模实验研究

介绍了±10 kvar静止同步补偿器(STATCOM)的动模实验结果，该装置为即将投运的 ±20 Mvar STATCOM原型。实验结果证实STATCOM具有快速的无功调节能力，可以有效地 进行负荷无功补偿和电压调节。通过维持传输线上某点的电压，还可以提高系统的静态稳定 极限。     

SVC与STATCOM联合运行协调控制设计与仿真

针对静止无功补偿器（SVC）装置无法抑制电压闪变的缺点，提出了一种新型SVC与静止同步补偿器（STATCOM）构成的混杂装置以及基于模糊预测的联合运行方案，即利用小容量STATCOM抑制闪变配合大容量SVC补偿无功。对于抑制电压不平衡问题，探索了SVC分相控制的实现方法和效果。对含有混杂装置的单机无穷大系统的仿真结果验证了协调控制策略的有效性以及不平衡控制方法的正确性。     

输电线路不对称故障点定位的新方法

基于电力系统不对称故障时负序等值电路的特点进行分析计算以确定输电线路不对称故障点，原理上与不对称故障的形式无关，方法简单、适用性强。以T形接线的线路为例进行计算机离线仿真计算，结果表明该算法测距精度高，几乎不受过渡电阻以及系统运行参数的影响。     

不平衡电压下双馈发电系统控制策略

由于风力资源分布的特点,许多风电机组被安装在比较偏远的地区,这些地区的电网通常比较薄弱,经常发生不对称运行的情况。若在控制中不予考虑,会引起发电系统有功和无功的脉动。文中基于对称分量理论,建立了不平衡电压下双馈发电机和网侧变流器的数学模型,分析了负序电压对传统双馈发电系统矢量控制策略的影响,并据此提出了一种基于比例谐振调节器的矢量控制策略。理论分析和仿真结果表明,该方法可有效抑制电磁转矩、无功功率和直流母线电压的脉动,实现双馈发电系统在不平衡电压下的稳定运行。     

单相串联电压质量补偿器控制器的研究

为了抑制系统电压的跌落和消除电压谐波，提出了利用串联逆变器进行电压质量控制。串联逆变器直接耦合结构的使用可以提高系统的效率和补偿性能。文中还提出了通过输出电压直接反馈来控制用户侧电压的新方法。利用经典控制理论的方法建立了串联补偿器的传递函数模型，并且对由瞬时电容电流反馈和输出电压瞬时值反馈构成的双环反馈控制方式进行了动态特性的分析。分析结果表明：采用该方法可以大大提高系统动态特性，有效抑制系统电压的跌落和消除电压谐波。文中还提出了采用6开关智能IPM模块构成的两种实际电路结构，并给出了实验结果。     

脉冲封锁保护方式在静止无功发生器中的应用

静止无功发生器(STATCOM)装置设计中一个关键问题是保护系统的设计。脉冲封锁保护方式可使装置在经受瞬时扰动或故障后迅速投入使用，不必经历缓慢的启动并网过程。文中以国内第1台±300 kvar STATCOM工业样机为例，分析了变压器磁路不饱和与饱和两种情况下脉冲封锁引起直流侧过电压的机理。引入的抑制直流侧过电压的附加电路已成功运用于±300 kvar STATCOM。现场测试结果表明了分析的正确性及抑制过电压的有效性。     

应用双矢量系统对称分量法进行故障分析的研究

本文研究了应用双矢量系统对称分量法以分析两线一地制电力网络。由于这种电网在正常时就存在着不对称部分和对称部分，对其负荷状态，特别是故障状态进行分析计算，如果应用三相对称分量法，将是比较复杂的。文中全面研讨了应用双矢量系统对称分量法以分析这种电网的特点，提出“序网耦合法”，将电网的上述两部分耦合起来，以组成统一序网，再根据电网的负荷或故障方式的边界条件，相应地建立复合序网，以进行分析计算。文中分析了电流电压转换关系，推导了各元件的序参数，并作出复合序网结线围。     

±50 Mvar链式STATCOM脉冲发生器设计

介绍了用于±50 Mvar链式静止无功发生器（STATCOM）的基频优化脉宽调制（PWM）的脉冲发生器。根据链式逆变器电路结构的特点制定了基频优化PWM方案。脉冲发生器采用数字信号处理器（DSP）加现场可编程逻辑门阵列（FPGA）作为主要的处理器，根据两者各自的特点分配功能，提高了脉冲发生器的总体性能。该脉冲发生器在20 kVA链式STATCOM原理样机中可靠运行，实验结果证明了设计的正确性。     

电压不对称条件下并联电压源型SMES的触发方式

电压不对称条件下超导磁储能（SMES）的触发控制一直是个值得关注的问题。对称触发的SMES会向系统注入负序电流及以二倍频波动的功率。目前关于电压源型变换器不对称触发控制都是以消除负序注入电流为控制目标。文中在详细阐述不对称触发的研究背景的基础上，提出了可以消除有功功率二倍频波动的不对称触发。仿真计算结果表明，采用不对称触发后，SMES向系统注入的有功功率的平均值接近于系统的有功功率需求，二倍频分量幅值也明显降低。     

STATCOM应用于2000年华中电网的仿真研究

以华中电网2000年网络结构为背景，研究了河南省电力局与清华大学联合研制的±20 Mvar静止补偿器（STATCOM）提高电压稳定性的能力，并讨论了STATCOM的安装点和控制点的选择原则，得出了相应的结论。这些仿真结果对STATCOM产业化有一定参考价值。     

电网不对称故障下直驱风电机组低电压穿越技术

分析了直驱风电变流器在电网不对称情况下的表现,提出一种适用于该情况的网侧变流器控制策略,并将其与直流侧Crowbar电路配合,实现电网不对称故障下的低电压穿越。直驱风电机组与电网间的功率交换完全通过变流器实现,电网不对称故障引起的有功功率波动在变流器上表现为直流侧电压大幅波动。控制策略以稳定输出有功功率为目标,基于同步旋转坐标系和正负序分解得出控制模型,并综合考虑电流安全限值、系统复杂程度等问题,给出额定功率附近运行时发生不对称故障的穿越方案。使用MATLAB建立仿真模型,给出不对称故障下的仿真结果,证明方案可行性。     

同杆双回线跨线故障最优跳闸方案

以六序分量法为基础，通过对同杆双回线系统在故障以及故障切除后的非全相运行状态下的最大传输容量的分析，提出了适用于同杆双回线的最优跳闸方案。与目前国内传统跳闸方式相比，该方案可以最大限度地保留系统的传输能力，抑制注入系统的不对称分量，提高系统稳定裕度，为重合闸等自动装置的成功动作创造了条件。动模实验和软件仿真结果验证了该方案的有效性。