重复控制在链式SVG中的应用

作为当前最先进的无功补偿装置,静止无功发生器（Static Var Generator,SVG）在补偿无功的同时,还可以同时实现谐波补偿功能。SVG进行综合补偿时,传统的PI控制很难消除稳态误差,为此,将重复控制技术应用于SVG的指令电流跟踪控制,提出一种包含重复控制器和PI控制器的复合控制器。这种复合控制器兼具PI控制器和重复控制器的优点,具有很好的动态效果及稳态跟踪精度。仿真和实验验证证明了该方法的有效性。     

基于预测电流控制的四桥臂SVG研究

文章针对低压系统中三相三线制静止无功发生器SVG(static var generator)无法实现零序电流补偿的情况,设计了一种四桥臂逆变器SVG主电路,采用改进的无功电流检测方法对含零序分量的电流进行检测,并采用预测电流控制策略对SVG进行控制,使其有效地对系统中的不平衡零序电流进行补偿。通过在Simulink环境下搭建的两电平四桥臂SVG仿真分析表明,本文中的控制方法可以有效地对负载不平衡系统进行无功补偿。     

基于重复PI控制和前馈控制的静止无功发生器

分析了以三相电压型逆变器为主电路结构的静止无功发生器(SVG)的工作原理。针对传统比例积分控制(PI)的局限性,提出了采用重复PI控制和电网电压前馈控制的复合控制策略。重复PI控制结合PI控制和重复控制的优点,提高了系统的稳态和动态性能,能有效改善装置的基波无功补偿准确度,消除稳态误差,改善补偿电流的波形质量。同时,为了抑制电网扰动,引入电网电压前馈控制,使系统近似为一个无源跟随系统,有效消除了网侧电压波动对SVG运行的干扰,抑制了直流侧电容的电压波动。在此基础上,进行系统的仿真建模和实验研究,仿真和实验结果验证了所提控制策略的正确性和可行性。     

级联型SVG的无差拍频率自适应快速重复控制

为了提高级联H桥静止无功发生器(SVG)的动、静态性能,对电流预测算法和控制算法进行了设计。首先在d,q轴下建立了H桥级联型SVG的无差拍数学模型,针对补偿电流滞后预测电流两拍的问题,提前两拍进行补偿电流预测。为了减少补偿电流的稳态误差和传统重复控制的延迟,提出一种无差拍频率自适应快速重复控制算法。无差拍频率自适应快速重复控制既适用于N/2为整数,也适用于N/2为小数的情况,避免电网频率波动对控制造成的影响。然后在Matlab平台搭建了仿真模型并进行系统仿真,最后搭建了样机平台并对普通无差拍重复控制和所设计控制算法下补偿电流的波形进行了对比。仿真和实验结果均验证了所提算法的可行性和有效性。     

模块化三电平SVG的并联控制

在大功率领域,单台静止无功发生器(SVG)由于容量限制,其应用也受到了很大制约。这里提出模块化三电平SVG的并联系统,采用基于额定补偿电流的比例限流控制策略及模块均流联合控制策略,保证每一单台SVG模块能安全运行于大容量系统中。在此基础上,研究了并联系统能稳定运行的条件。最后,通过两台SVG模块的并联运行验证了该系统设计和控制策略的可行性。     

直挂式级联SVG的控制系统设计与模型仿真

在分析静止无功发生器(SVG)装置工作原理的基础上,采用同步旋转d,q坐标系的数学变换矩阵和低通滤波器(LPF)实现了无功、谐波电流的检测,基于无功电流与谐波电流单独控制的思想给出了直挂式SVG装置无功和谐波补偿的控制系统设计方案,并采用载波移相正弦脉宽调制(SPWM)方式产生模块单元的控制脉冲。给出了直挂式SVG装置控制系统的硬件平台设计,详细介绍了核心控制器DSP和FPGA的设计与实现。最后,在Simulink中搭建了仿真模型并通过实际的低压SVG装置测试平台对整个控制系统设计方案进行验证,结果表明:该控制方案能实现对无功、谐波的综合补偿,补偿效果好,且具有良好的动态性能。     

基于协调控制SVG的低压配网三相负荷不平衡治理技术

针对集中式静止无功发生器(SVG)补偿系统补偿效果单一、不含通信功能的分布式SVG补偿系统补偿容量不能智能分配的问题,提出基于协调控制SVG的低压配网三相负荷不平衡补偿系统。该补偿系统引入通信总线,采用协调控制方法,使低压线路下游接入的SVG可利用补偿其下游不平衡电流后的剩余容量,依次对上游SVG不足容量进行补偿,该补偿形成的逆向潮流可进一步减轻各节点的低电压问题。该补偿系统既可以充分利用各SVG的补偿容量,同时也综合地解决了配电变压器电流不平衡、节点低电压等问题。在Matlab/Simulink数字仿真软件下进行了该补偿系统补偿效果的仿真,结果证明了该补偿系统的准确性。在四种不同负荷情况下比较采用四种不同补偿系统的低压配网配电变压器二次侧不平衡电流和各节点电压降,结果表明该补偿系统的效果最佳。     

新型连续无功补偿装置的设计与仿真

提出一种新型连续无功补偿装置,对其进行设计和仿真验证.首先给出了该补偿装置单相总体结构,在该结构中静止无功发生器(static var generator,SVG)和连接电容串联后并入电网,无源滤波器组直接接入电网.利用基尔霍夫定律推导出该结构的无功补偿容量,推导出谐波抑制函数并用其分析了该结构的谐波抑制原理及特性.该补偿装置同时能抑制谐波,特征次谐波由无源滤波器抑制,SVG的容量大大减少.仿真实验验证了该结构的可行性,同时具有良好的无功补偿和谐波抑制性能.     

联合动态无功补偿系统在风电场中的应用研究

针对目前风电场单独采用静止无功补偿器（SVC）或静止无功发生器（SVG）的缺陷,设计了一个由大容量SVC和小容量SVG组成的联合动态无功补偿系统。首先,阐述了联合动态无功补偿系统的结构;其次,对本文采用的无功协调控制策略进行了分析;最后,结合实际风电场参数,对联合动态无功补偿系统进行了仿真实验分析。实验结果验证了联合动态无功补偿系统补偿的有效性和合理性。     

静止无功发生器启动冲击电流的抑制

静止无功发生器(Static Var Generator ,SVG)多采用双闭环PI控制。这种控制方式下,SVG启动瞬间会产生过大的冲击电流。分析了冲击电流产生的原因,在此基础上,设计直流电压逐步升高和电容能量外环控制相结合的方法,以降低冲击电流。通过Matlab/Simulink仿真对此方法进行仿真研究。最后,通过研制的SVG实验平台,对设计的方法进行实验验证。仿真和实验结果表明,该方法能够有效抑制启动冲击电流,SVG装置能够精确地补偿负载所产生的无功功率。     

电网电压不平衡条件下混合无功补偿系统分层协调控制策略

为实现低压配电网低成本大容量动态连续无功补偿,提出了一种晶闸管投切电容器(TSC)与静止无功发生器(SVG)协同运行的混合无功补偿系统。系统综合了TSC低成本大容量的无功补偿和SVG动态连续无功补偿的优点。在分析其基本原理的基础上,提出混合无功补偿系统分层协调控制策略,消除TSC与SVG由于响应速度的差别对其混合无功补偿性能的影响。针对混合无功补偿系统在电网电压不平衡条件下的安全运行问题,研究了SVG的正负序双环叠加控制策略,使其在具有动态无功补偿性能的同时能抑制一定程度的不平衡电压,保证系统的安全稳定运行。最后,仿真验证了所提控制策略的正确性。     

N+1混合无功补偿系统的研究

提出了一种采用N组电容器和1台静止无功补偿器构成的N+1混合无功补偿系统,电容器组采用2进制编码。给出了2进编码电容器组的投切策略和基于瞬时无功功率理论的静止无功补偿器的控制方法。与传统的电容器无功补偿结构相比,该混合补偿结构可实现连续无功补偿;与单独的静止无功补偿器相比,可大大降低成本。无功补偿案例的仿真结果验证了上述系统和方案的正确性和有效性。     

基于级联H桥结构的电气化铁路用SVG的研究

在对电气化铁路牵引供电系统的供电等级、结构以及电力机车负载的特性分析的基础上设计了适用于电气化铁路的SVG。提出了采用H桥级联结构来增大容量使其适用于电气化铁路牵引网以及适用与H桥级联结构的调制策略——载波移相脉宽调制技术;并设计了电流补偿和电压补偿两种补偿模式,使SVG在系统供电电压稳定时进行无功补偿和谐波抑制,而在系统发生电压跌落时转换为维持接入点电压稳定的电压补偿模式。并在MATLAB环境下建立了仿真模型,对设计的SVG系统进行了仿真分析。仿真结果表明设计的复合控制装置具有响应速度快、动态性能良好。     

静止无功补偿系统电流开环矢量控制方案的研究

根据低压电力用户的动态无功补偿需求,对静止无功补偿系统（SVG）的控制策略进行研究,对常规的间接电流控制进行改进,提出一种电流开环矢量控制的方案,以改善动态性能。论述了其原理,利用MATLAB的SIMULINKI具对该系统进行建模和仿真,结果证明：SVG使用此控制策略能更加快速、准确地响应电网系统的无功功率变化,更好地实现对系统无功功率的动态补偿。     

基于SVG的双馈风电场电压稳定控制策略研究

双馈异步发电机(DFIG)在大规模风电并网环境下提供的无功功率无法满足并网需求。虽然引入固定电容器能够提供无功补偿,但系统受功率耦合的影响无法有效实时维持电压稳定。提出了一种静止无功发生器(SVG)与DFIG协调补偿无功的控制策略,同时引入电力系统稳定器(PSS)抑制系统的低频振荡,充分利用DFIG风电机组自身发出无功的能力,减少了SVG的配置容量。在MATLAB/Simulink软件仿真平台建立DFIG风电机组并网模型,仿真结果证实了此控制策略能够完成连续无功补偿,有效维持并网点电压稳定,增强系统输电能力。     

牵引变电所群贯通供电系统负序补偿模型及控制策略

针对牵引变电所群贯通供电系统存在的三相电压不平衡问题,提出一种基于三相变压器与静止无功发生器(SVG)的负序集中补偿方案及控制策略.首先,根据牵引变压器的功率变换关系及不同的负荷情况,推导了2种模式下补偿装置对牵引负荷的补偿功率通用表达式.根据中国的电能质量标准,提出了以负序满意补偿为目标的双限值补偿方案,方案包括了模式选择方法、SVG容量配置方法及SVG运行方法.根据补偿方案,设计了带有模式判别的SVG双闭环补偿控制策略.然后,采用牵引变电所实测数据对补偿方案进行验证,证明了方案具有良好的补偿效果,与全补偿方案相比,所提方案需要的装置容量更小.最后,通过仿真证明了控制策略对负序补偿的有效性和较快的响应速度.     

基于复合控制策略的混合有源滤波器谐波治理研究

针对大功率混合有源电力滤波器,为了有效降低有源部分的容量且提高补偿性能,首先对一种大容量混合有源滤波器进行改进。通过建立单相等效电路,对这种拓扑结构下的两种传统的电压源控制策略进行分析,在此基础上重点研究一种电压源复合控制策略。在分析了复合控制策略下的滤波原理后,对滤波器谐波检测方法、滤波延时的补偿进行研究,并设计出完整的复合控制策略电路结构。最后,对三种控制策略分别进行了仿真实验。通过对比补偿后的系统电流波形和补偿电流的动态跟踪特性,结果表明复合控制策略下的混合有源滤波器综合性能要优于传统电压源控制策略下混合有源滤波器性能,具有更强的实用性。     

基于分布式光伏逆变器的电能质量综合补偿装置

为解决配电网中日益突出的谐波超标、电压偏差、三相不平衡等电能质量问题,提出了一种利用分布式光伏逆变器的冗余容量实现无功、谐波、负序的综合补偿功能的控制策略,研究了一种在不影响正常光伏逆变器并网发电的情况下实现电能质量综合治理(DG-FACTS)的方法。首先分析了适用于DG-FACTS的谐波检测、无功指令提取及不平衡分量检测的算法,然后研究了指令合成及电流跟踪控制算法,并通过Matlab/Simulink仿真验证了DGFACTS功能的可行性。仿真结果表明:所提出的基于分布式光伏逆变器的电能质量综合补偿方法具有较好的实用性。     

基于双DSP的三相四线制二重化SVG研制

针对智能化楼宇的负荷特征,首先介绍了三相四线制二重化静止无功发生器（SVG）的工作原理和主电路结构,根据其特点设计了基于双DSP的数模混合控制系统,给出了控制系统硬件结构以及软件实现,最后给出了试验结果。结果表明,采用二重化结构很好地缓解了系统容量和开关频率的矛盾;同时该装置不但能很好地补偿无功功率,还能补偿负载谐波和不平衡电流。