基于瞬时对称分量法的三相四线制D-STATCOM控制研究

配电网中三相负载不对称,会导致三相电流电压不对称。基于瞬时对称分量法对三相电压和电流量进行分解,提出了一种新的正序、负序和零序电流直接控制方法,应用于三相四线制配电网并联型D-STATCOM(配电网静止同步无功发生器)。正序电流控制使D-STATCOM发出电网中需要补偿的无功电流和谐波电流;负序、零序电流由abc坐标系转换到dq0同步旋转坐标系与期望值0做差进行控制,用以补偿三相负荷不平衡。仿真结果表明,所提出的控制方法可以使D-STATCOM有效补偿配电网三相负荷不平衡,提高配电网功率因数,同时消除非线性负荷引起的电流畸变。     

负载不平衡下D-STATCOM控制策略的仿真研究

通过分析建立配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)在负载不平衡时各序等效电路中的数学模型,提出了将反馈线性化同时应用于正序、负序模型的控制策略。针对三相三线制下负载不平衡时电流可分解为正、负序分量的特点,分别在正、负序同步旋转坐标下进行补偿。其中,正序控制使装置发出负载需要的无功电流,提高功率因数;负序控制用于补偿由于负载不平衡出现的负序电流,从而使电网侧电流平衡达到国标要求。最后在PSCAD中搭建了10 Mvar/10 kV D-STATCOM系统进行仿真验证,证明了该控制策略补偿负载不平衡的同时能发出满足要求的无功功率,并且在电网侧出现超过国标的不平衡时仍能达到较理想的效果,显示出此控制策略的有效性。     

三相四线制有源电力滤波器控制系统的优化设计

为了解决三相四线制电网中谐波、无功功率和三相不平衡等电能质量问题,本文采用基于DSP+CPLD全数字控制的并联型有源电力滤波器(APF)来实现补偿.介绍了APF的系统结构及工作原理,并进行控制系统的优化设计.电流检测部分,采用先提取零序电流分量,然后利用基于瞬时无功理论的ip-iq检测法检测;补偿电流跟踪控制部分采用定时滞环比较法;直流侧电压采用动态滞环控制法等.仿真结果表明,采用这种方案,可以对三相四线制系统中的谐波、无功、负序、零序等电流分量进行有效补偿,具有良好的动态补偿效果.     

应用于含分布式电源配电网的D-STATCOM改进型控制策略研究

D-STATCOM能够有效解决当前配电网由于分布式电源以及其他类型电力电子负荷的广泛接入导致的电能质量恶化问题,为了进一步提高D-STATCOM动态响应能力和补偿效果,有必要对其控制策略进行针对性的改进。首先以D-STATCOM的并网点网侧电流、直流母线电压作为状态变量,建立了三相四线制D-STATCOM在静止坐标系下的数学模型。然后,针对含分布式电源配电网的电能质量的特殊性:功率波动频繁、不平衡、非线性等,直接在静止坐标系下采用该文提出的三相四线制D-STATCOM改进型控制策略进行电流环控制器的设计,改进后的三相四线制D-STATCOM具有动态响应时间短、稳态精度高、计算量小的特点。最后通过仿真验证了所提控制策略的可行性。     

基于Steinmetz理论的三相四线制不平衡电流补偿

由于零序分量的存在,三相四线制电路的不平衡补偿问题较三相三线制电路更复杂。该文基于Steinmetz理论的对称分量分析法考虑三相三线制系统负荷的平衡化补偿思路给出了三相四线制系统负荷不平衡电流的补偿方法,并给出3种约束方程下的补偿电纳模型。在三相四线制系统中,在已找到的3种约束方程条件下,对Y型联接的负荷进行零、负序电流补偿,并使系统功率因数提高到1。最后通过Matlab仿真表明,所提补偿理论不仅能实现不平衡电流的平衡化,还能使系统总功率因数接近于1,证明了所提补偿理论的正确性。     

配电网静止无功补偿器设计及其并联运行策略

此处设计了一种三相四线制配电网静止无功补偿器(D-STATCOM),可准确地补偿电网的无功电流和零序电流.设计了D-STATCOM并联运行策略,可保证多台设备同时运行,均衡各台设备的输出电流.采用独立的DSP芯片完成系统的监控和保护功能,保证系统的稳定与可靠.单独设计无功电流补偿控制和零序电流补偿控制,控制方法更加灵活.仿真和样机测实验证了系统的有效性,具有一定的实用价值.     

三相四线制SAPF在不平衡负载下的补偿特性

介绍了三相四线制并联型有源电力滤波器(SAPF)在不平衡负载下谐波的补偿特性.基于瞬时无功功率理论检测谐波电流的方法可检测电流基波正序和负序分量,通过控制使补偿后的电源侧电流三相平衡,其中应用平均值滤波器相比传统低通滤波器(LPF)效率更高.在原理上分析了不平衡负载下的补偿特性,利用Matlab/Simulink进行了仿真,实验室在一台60 kVA的三相四线制SAPF上对不平衡非线性负载进行补偿.仿真和实验结果验证了电流检测方法的正确性和补偿的有效性.     

基于序分量法的D-STATCOM直接功率控制策略研究

将基于序分量法的P-DPC引入到配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)的控制研究中,来解决传统预测直接功率控制策略只可控制补偿负荷无功功率的问题。将电网电压不对称因素考虑在内,利用瞬时对称分量法对各个采集电气量进行序分解,构建正、负序等效电路。无功和三相不平衡负荷补偿时,根据序网络等效电路分别推得正、负序功率预测模型。基于正序功率预测模型的P-DPC算法控制D-STATCOM补偿负荷无功,而基于负序功率预测模型的D-DPC算法控制补偿负荷所需负序电流。两种算法相互牵制,严格控制了D-STATCOM的输出电流,消除了装置在电网电压不对称时可能产生的过流威胁,实现了负荷无功和平衡化补偿。仿真结果表明,不论电网电压对称与否,该控制策略都能良好地补偿负荷的无功和负序电流,确保电源侧三相电流平衡且单位功率因数运行。     

改进型缓冲电路在三相四线制D-STATCOM中的应用

针对传统缓冲电路的不足,对其作出进一步的改进,并将其应用于三相四线制的D-STATCOM进行仿真;最后比较三次仿真结构,得出添加缓冲电路的必要性。配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)是一种重要的"用户电力"装置,能综合的解决配电网中电压波动与闪变、无功、谐波及三相电压不平衡等电能质量问题,因此在配电网中颇受关注,成为现阶段电网无功补偿和电能质量控制的一个重要方向。我国的380V系统均为三相四线制系统,而负荷通常也     

不平衡电流无功补偿方法的研究

电网中不对称负荷普遍存在,对系统影响很大.首先对几种一般情况进行分析,分别考虑了系统存在负序分量和零序分量时的情况.然后通过叠加原理,采用Y和△两种接线方式组合,根据电力系统实际情况,得出三相不平衡负载平衡化补偿的实用模型.该模型既适合于三相三线制,也适合于三相四线制接线方式,达到有功电流平衡.最后通过仿真实验和现场实验数据验证理论推导的正确性.     

用于不平衡负荷的D-STATCOM数学建模与系统仿真

不平衡负荷无功补偿及分相控制的配电系统用静止同步补偿器(D-STATCOM)动态性能好、谐波含量小、功率密度大,可实现无功功率的实时、就地以及不平衡负荷平衡化补偿。为研究其特性和在系统中的应用,首先定义了二值逻辑开关函数,分别建立D-STATCOM在abc三相坐标系下的微分方程与传递函数动态数学模型;然后根据瞬时无功功率理论建立了不平衡负荷指令电流检测系统与D-STATCOM的直接电流控制方式;最后分别基于数学模型及装置器件模型,应用不平衡负荷指令电流检测方法与直接电流控制建立D-STATCOM双闭环系统,在三相四线制配电系统中对D-STATCOM系统的静态、动态性能进行了仿真分析。仿真结果验证了所建数学模型的正确性以及指令电流检测系统和直接电流控制方式的有效性,表明用于不平衡负荷动态无功补偿的D-STATCOM具有良好的动态性能与静态补偿效果。     

三相四线有源电力滤波器控制算法仿真研究

对三相四线有源电力滤波器控制算法进行研究,在电流检测部分针对三相四线制系统中零线的存在,首先提取出零序电流分量,然后利用三相三线制系统中基于瞬时无功功率理论的ip、iq检测法进行检测,即可实现三相四线制系统中的电流检测;在补偿电流控制部分采用新型的3D-SVPWM技术.在3D-SVPWM技术中,零矢量变为零轴上的正向和负向电压矢量,对逆变器的输出有影响.3D-SVPWM技术合理利用两个零矢量对输出的影响,解决了三相四线制系统中的中线电流问题,实现了对不平衡电流的补偿.文中给出了仿真实验的结果,验证了该方法的正确性,并且达到了较好的补偿效果,有效地提高了电能质量.     

一种柱上三相四线制不平衡补偿新算法研究

负序和零序电流是柱上三相电流不平衡的主要原因。通过对柱上负序和零序电流的补偿可减轻三相不平衡带来的电网污染,减少电网功率损耗,提升供电质量。在不平衡电流补偿原理基础之上,根据柱上三相四线制特点,提出一种基于i_p-i_q法的改进三相i_p-i_q检测法。该方法实现了对不平衡系统中负序和零序电流的瞬时补偿,补偿实时性和补偿精度均有提高。通过仿真,验证了该算法能够对三相不平衡的负序和零序电流进行快速、精确补偿。     

三相四线制系统谐波检测p-q-0法的研究

以瞬时无功功率理论为基础,介绍了针对三线四线制系统谐波电流检测和无功补偿所提出的p-q-0法,分析了瞬时无功功率理论在三线四线制电力系统下的物理意义,并给出了该系统下谐波和无功电流的检测控制算法原理图,详细讨论了三相负载不平衡时的补偿效果.通过理论分析,在Matlab环境下对三相不平衡负载电路仿真证明,当电网电流发生严重畸变时,p-q-0法不仅能准确、实时地消除三相四线制系统中的谐波电流,对中线电流抑制及无功功率补偿也有较好的效果,并且补偿后的电源瞬时三相功率为定值.     

三相四线制不平衡负载系统无功及谐波电流检测

为解决三相四线制低压供电系统中非线性负载形成的无功电流和谐波电流对电网的影响,对三线四线制负载系统的电路特点、瞬时无功电流、谐波电流进行详细理论分析,确定了三相四线制不平衡非线性电路负载端无功电流和谐波电流的补偿办法,并提出了谐波电流和无功电流的电流倍压测定法,给出了检测原理图.仿真结果证明,该方法简单可靠、实时性好、检测精度高.     

电容分裂式变换器模型预测三相不平衡治理策略

针对电网三相不平衡条件下三相四线制配电系统产生负序以及零序电流的问题,选择电容分裂式变换器为研究对象,提出一种模型预测电流控制策略。首先,通过坐标变换构建αβ0坐标下逆变器输出电流的预测模型。其次,基于瞬时无功理论的参考补偿分量检测方法直接计算出零序参考电流。最后,利用价值函数对逆变器输出的不同电压矢量进行评估,选择使价值函数值最小的最优电压矢量并应用于下一采样周期,实现目标电流补偿。所提出的控制策略能够有效降低电网三相不平衡度,补偿三相负载不平衡产生的零序电流,提高了电网电能质量及系统运行性能。仿真与实验结果表明所提出的控制策略在电网不平衡条件下的有效性。     

基于电源电流和负载电流检测的前馈加反馈的三相四线制APF控制策略

三相四线制有源电力滤波器(APF)可以补偿非线性负载产生的各次谐波、三相不平衡电流、零序电流及无功电流。提出一种新型谐波电流检测法,可以检测三相四线制系统各次谐波的正、负、零序分量及无功分量。提出一种同时检测负载电流和电源电流的前馈加反馈控制策略,检测负载电流进行前馈控制,检测电源电流进行反馈控制,既保证了谐波补偿效果又具有良好的动态性能,可以用于快速变化的非线性负载的谐波补偿。由于各次谐波分量在其相应的同步旋转坐标系下为直流量,反馈控制采用多个同步旋转坐标系下的积分控制,可以实现几乎100%补偿各次谐波分量。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。     

不平衡电流无功补偿方法的研究

电网中不对称负荷普遍存在,对系统影响很大。首先对几种一般情况进行分析,分别考虑了系统存在负序分量和零序分量时的情况。然后通过叠加原理,采用Y和△两种接线方式组合,根据电力系统实际情况,得出三相不平衡负载平衡化补偿的实用模型。该模型既适合于三相三线制,也适合于三相四线制接线方式,达到有功电流平衡。最后通过仿真实验和现场实验数据验证理论推导的正确性。     

单周控制三相四线制有源电力滤波器的补偿性能研究

单周控制三相四线制有源电力滤波器具有检测量少、控制器结构简单以及鲁棒性强等优点。分析了系统的全局稳定条件和补偿后电流中直流分量的产生机理,研究了系统带不平衡负载和动、稳态补偿性能以及稳定性。结果表明,当系统参数满足全局稳定条件时,单周控制三相四线制有源电力滤波器具有较好的动、稳态补偿性能,并能抑制三相负载的不平衡。单周控制以峰值电流检测的调制方式导致补偿后电流中含有的直流分量是影响系统补偿性能的主导因素。     

不平衡治理模型预测优化控制策略

由于配电网三相四线制系统存在不同程度的三相不平衡问题,为降低不平衡引入的负序及零序分量,保证供电系统电能质量,本文提出一种不平衡治理模型预测优化控制策略,基于三相四线制电容分裂式变换器拓扑结构的电能质量治理装置,构建αβ0坐标系下的电流预测模型,设计新的价值函数并选择下一周期对应的开关状态,实现负序及零序电流补偿,保证三相不平衡条件下低压配电网的电能质量.最后,仿真和实验验证了该控制策略能够有效抑制系统中的零序电流,降低三相不平衡度.