新型静止无功发生器的控制方法研究

静止无功发生器(STATCOM)是目前性能最好的无功补偿装置,是柔性交流输电系统(FACTS)的基础技术,其控制方法可以分为电流间接控制和电流直接控制。在设计STATCOM装置时,可根据系统要求的不同,控制目标的不同,选取不同的控制方法和主电路结构。     

d-q-0坐标系下链式STATCOM电流控制策略

推导d-q-0坐标系下链式静止同步补偿器(staticsynchronous compensator,STATCOM)数学模型,应用线性控制方式,提出d-q-0坐标系下简化的STATCOM模型,设计解耦控制算法,给出解耦控制模型,并进行仿真验证。仿真表明:应用优化设计的控制参数,d-q-0坐标系下链式STATCOM三相电流控制具有较好的跟踪性能和控制精度;在a-b-c、d-q-0坐标系下电流控制都具有良好的快速跟踪性能,表明电流调节器设计方法及参数整定的可行性和有效性。     

STATCOM无功电流的灰色预测控制

针对模型参数变化和噪声干扰的STATCOM单机无穷大系统,提出了一种无功电流灰色预测控制方案。根据STATCOM装置级非线性数学模型,建立了系统无功补偿电流的控制模型,采用GM（1,1）模型预测无功电流和系统灰量,将无功电流灰色预测控制引入到PID控制中。运用灰色系统理论进行预报,具有不必完全知道被控对象结构、参数和特性的优点,这对于像STATCOM这样大型非线性系统的预测控制实现非常有利。仿真结果表明,该方法比传统的PID控制具有更强的跟踪能力和鲁棒性。     

电网不平衡下链式STATCOM补偿与控制策略

针对电网电压不平衡工况下的链式STATCOM的运行特性与控制策略问题,通过对比研究三角形与星形两种链式STATCOM的补偿特性,提出一种基于等效电纳变换法的星形链式STATCOM的零序电压计算方法,并在两相静止坐标系下完成不平衡电流跟踪控制。仿真与实验结果表明,在电网不平衡时,所提出方法不但能使星形链式STATCOM正常运行,而且能够补偿无功负载,减轻电网电流不平衡度,最终扩展了星形链式STATCOM的运行范围。     

STATCOM无功电流的灰色预测控制

针对模型参数变化和噪声干扰的静止同步补偿器(STATCOM)单机无穷大系统,提出了一种基于灰色预测的无功电流控制.运用GM(1,1)模型预测下一时刻的无功电流,并根据STATCOM非线性数学模型建立了系统无功补偿电流的控制模型.从而将无功电流灰色预测控制补偿到PID控制中,利用来色系统理论进行预报,具有不必完全知道被控对象结构、参数和特性的优点,这对于像STATCOM这样大型非线性系统的预测控制实现非常有利.仿真结果表明,该方法比传统的PID控制具有更强的跟踪能力和鲁棒性.     

三相STATCOM的电流控制与谐波消除技术

STATCOM是柔性交流输电系统中重要的电力电子装置 .本文对STATCOM在电力系统中应用的相关问题作了一些探讨 ,在介绍了STATCOM工作原理之后 ,进一步分析了电流控制方法 .为了在不增加额外设备的前提下消除STATCOM自身的谐波 ,还介绍了主电路的多重化技术及曲折变压器联接方式 .最后为了验证所述控制方法的可行性 ,给出了仿真试验结果     

基于灰色预测的静止同步补偿器控制

针对模型参数变化和噪声干扰的静止同步补偿器(STATCOM)单机无穷大系统,提出了一种基于灰色预测的无功电流控制。运用GM(1,1)模型预测下一时刻的无功电流,并根据STATCOM非线性数学模型建立了系统无功补偿电流的控制模型。从而将无功电流灰色预测控制补偿到PID控制中,利用来色系统理论进行预报,具有不必完全知道被控对象结构、参数和特性的优点,这对于像STATCOM这样大型非线性系统的预测控制实现非常有利。仿真结果表明,该方法比传统的PID控制具有更强的跟踪能力和鲁棒性。     

基于FS-MPC的级联型STATCOM控制延时消除方法

提出一种新型有限状态模型预测控制的控制延时消除方法,并将其成功应用于级联型STATCOM,旨在提高级联型STATCOM的电流跟踪控制效果.有限状态模型预测控制用一个指标函数对各种预测结果进行评估,选择使指标函数值最小的开关组合,从而实现对功率变换器的快速控制,但研究发现,控制延时会较大程度影响预测控制的电流跟踪效果.本文在对系统离散化数学模型进一步递推的基础上,通过对传统数字控制的控制流程改进,减小了控制延时的影响、提高了系统性能.为了验证该方法的有效性,在仿真测试的基础上进行了实验验证,2kW样机的实验结果显示,级联型STATCOM具有快速的电流跟踪能力,同时有限状态模型预测控制使系统具有较强的鲁棒性.     

基于SVPWM的STATCOM电压电流双环控制

提出一种基于电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法的静止同步补偿器(STATCOM)控制方案,并讨论了电压电流双环控制器的简化设计方法.该方法利用锁相环(PLL)和低通滤波器(LPF)检测负载电流中无功电流的大小,通过dq变换实现STATCOM无功电流和有功电流在dq平面的解耦控制.同时.直流电压外环控制器输出耦合到有功电流控制环路实现直流电压稳压控制.为利用SVPWM调制方法控制STATCOM输出电压控制其输出电流,控制器通过PI调节器将电流控制变量变换到电压矢量空间.全部控制算法在单片现场可编程逻辑门阵列(FPGA)中采用VerilogHDL硬件描述语言设计和综合实现,并应用在500 kV·A容量样机的控制上.仿真和实验结果显示该控制方法具有动态响应速度快、调制深度高、输出电流谐波畸变率低等优点.     

含LCL滤波器的静止同步补偿器改进控制方法

在含有LCL滤波器的静止同步补偿器(STATCOM)中,传统以逆变器侧电流直接反馈控制的策略没有考虑滤波电容支路上电流的影响,造成STATCOM无功补偿能力下降。文中提出了由STATCOM逆变器侧电流估算其注入电网电流的方法,并将计算得到的STATCOM注入电网电流与指令电流进行比较控制,以减小电容支路电流的影响,从而提高了STATCOM的无功补偿能力,分析了该控制方法的稳定性,并进行了仿真研究。仿真结果验证了所提方法的正确性与优越性。     

一种三相逆变电流源的分析与设计

介绍了由三相四桥臂构成的高精密、高稳定的三相逆变电流源。该电流源主电路采用半桥逆变器结构，第四桥臂用来形成中点。采用固定开关频率的电流追踪控制，利用每相的输出电流与给定值比较进行PI调节，很容易实现电路的调幅、调频、调相功能。第四桥臂在固定的占空比下工作，大大简化了控制电路。     

Active power filter for medium voltage networks with predictive current control

A transformer less Shunt Active Power Filter (SAPF) for medium voltage distribution networks based on Multilevel Diode Clamped Inverter is presented in this paper. Converter current control is based on a Model Predictive strategy, which gives very fast current response. Also, the algorithm includes voltage balancing capability which is essential for proper converter operation. The presented current control algorithm is naturally applicable to converters with an arbitrary number of levels with reduced computational effort by virtue of the incorporation of switching restrictions which are necessary for reliable converter operation. The performance of the proposed algorithm is evaluated by means of computer simulations.     

Load current observer based feed-forward DC bus voltage control for active rectifiers

In this paper, load current observer based feedforward control of DC bus voltage for a three-phase active rectifier is presented. The paper focuses on: (1) design of conventional proportional-integral (PI) current controller with fastest possible response, (2) the digital current control loop time-delay compensation, (3) design of dc-link-load current observer for identifying the dc load current without using actual current sensors and (4) the feedforward control of dc bus voltage based on the designed current controller and dc link load current observer. A prototype is developed based on the proposed control scheme and expected results have been achieved.     

基于AT89S52的数控直流电流源的设计

介绍了基于单片机的数控直流电流源设计方案,给出了硬件组成及软件系统设计。本系统以单片机AT89S52为核心部件,采用MOSFET和精密运算放大器构成恒流源的主体,配以高精度采样电阻及12位D／A、A／D转换器,完成了单片机对输出电流的实时检测和实时控制,实现了20-2000mA范围内恒定电流输出、步进小于2mA的功能,保证了纹波电流小于0．2mA。整个系统设计从使用简单,调整方便,界面友好的目的出发,具有输出恒定、电流范围宽、精度高、低纹波、易控制等特点。     

电流截止负反馈无刷直流电动机可逆调速系统

提出了一种无刷直流电动机(BLDCM)速度负反馈和电流截止负反馈控制相结合的控制方法.介绍了工作原理,给出了PWM电流截止负反馈控制可逆调速系统应用实例电路和试验结果.分析表明:该方法实现电机的最大功率限幅控制,使开关器件电流上限实现极限利用,大大提高了调速系统功率电路的可靠性.     

电流偏差控制对换相失败及其恢复过程的影响分析

预测型定关断角控制是高压直流工程逆变器常规的控制方式之一,其中的电流偏差环节中比例系数会对系统换相失败抑制能力及系统恢复产生影响,为明确电流偏差环节产生影响的机理并提出应对措施。文中首先基于高压直流基本控制策略,分析了电流偏差环节的小干扰下功能。基于此,对故障初期、故障恢复阶段,电流偏差控制中比例系数的影响机理展开研究,发现常规电流偏差控制比例系数设置为正会导致换相失败抑制能力下降,但对系统恢复有利。基于此提出了一种自适应的电流偏差控制,通过多种检测模块快速判别系统状态并输出合适的比例系数,以达到兼顾系统换相失败抑制能力及系统恢复的效果。最后,基于PSCAD/EMTDC搭建了高压直流输电系统模型,并通过仿真测试验证了理论分析的正确性及所提出应对措施的有效性。     

无刷直流电动机电流滞环跟踪控制方法的研究

通过无刷直流电动机数学模型,分析了无刷直流电动机产生电磁转矩波动的原因,在此基础上,提出采用电流滞环跟踪PWM控制方式来减小电磁转矩的波动。最后分别从理论推导和实验证明了采用电流滞环跟踪PWM控制方式时输出电流波形更接近理想的方波电流,减小了无刷直流电动机电磁转矩的波动。     

基于电流加权平均法的LCL滤波并网逆变器控制技术

针对传统并网逆变器电流控制时存在的幅值和相位误差以及谐波失真问题，提出了一种基于电流加权平均法的控制技术，可获得较小的输出稳定误差和电流谐波失真。本文给出了该控制策略的理论依据和实现方法，分析比较了新方法与传统控制方法的特性差异。通过对5kVA燃料电池逆变并网发电电源的仿真和试验验证了该控制策略。     

三相电压型PWM整流器无电流传感器控制策略研究

三相电压型PWM整流器有间接电流控制和直接电流控制两种方式 ,两种控制方式各有优点。根据三相电压型PWM整流器的高频动态数学模型 ,提出了基于开关函数检测的无电流传感器控制策略。该控制策略兼有间接电流控制结构简单 ,成本低和直接电流控制动态响应速度快、限流容易、控制精度高等优点。实验结果验证了控制策略的可行性     

三相三线有源电力滤波器电流跟踪性能最优化控制

该文分析并建立了三相三线制有源电力滤波器的电流控制回路时域数学模型，克服了一些现有模型及处理中忽略电源电压的影响；提出了基于虚拟浮地的分析方法，简化了三相电压不对称情况下的分析；提出了基于期望电压的预测方法，其预测精度比基于指令电流的同次多项式预测精度要高，从而可以提高补偿电流的电流跟踪精度；提出了基于优化目标函数最小化的优化控制方法，并求解得出了预测控制方程的最优可行解。对该控制策略下有源电力滤波器的控制性能进行了分析。该文方法可以明显地减少开关次数，提高直流侧电压的利用率和电流跟踪能力，并且该文方法无需复杂的坐标变换，具有计算简单易于编程的特点，同时给出了基于该控制方法的有源电力滤波器的仿真和实验结果，结果证明了该控制方法的正确性和有效性。