中高压链式SVG控制策略

为使静止无功发生器(static var generator,SVG)具备无功、谐波及不对称电流的综合补偿能力,对中高压链式SVG的控制策略进行了研究。基于选择性谐波补偿策略提出了利用同步旋转坐标变换及离散傅里叶变换(discrete fouries transform,DFT)相结合的SVG指令电流检测方法,应用载波层叠脉宽调制(pulse width modulation,PWM)实现指令电流跟踪控制,针对载波层叠PWM方法采用基于逆变桥自身能量平衡原理的软件方法实现直流侧电容电压均衡控制。该控制策略方法简便,运算量较小,便于工程实现,仿真和实验验证证明了其有效性。     

基于复合控制的改进型级联STATCOM控制策略

作为当前广泛应用的无功补偿装置,静止同步补偿器(STATCOM)在进行无功补偿的同时,还可以实现对谐波及不对称分量的补偿功能。STATCOM进行多目标补偿时,比例积分(Proportion-Integral,PI)控制难以实现对谐波及不对称分量的无静差控制。为此,提出将一种改进型重复控制技术引入谐波及不对称分量的跟踪控制中,建立了基于重复控制和PI控制的复合控制器的模型,该控制器既可实现对直流信号的快速跟踪控制,又能显著加快对交流信号的响应速度。针对特征谐波的选择性补偿,采用dq坐标变换及递归傅立叶变换(DFT)相结合的电流检测方法。最后,基于多FPGA控制架构搭建了基于H桥的级联STATCOM仿真与实验平台,并通过仿真及实验来验证控制策略的合理性。     

新型无功负序谐波PI无静差解耦控制策略

提出了一种新型无功、负序及谐波电流的PI无静差解耦控制方法.该方法在某一种补偿电流分量对应的同步旋转坐标系(SFR)中,通过简单算法变换,消除由其他补偿电流分量形成的交流扰动,获得该补偿电流分量的直流量,实现对该补偿电流指令的PI无静差跟踪控制.实验结果表明,采用该方法后,装置实现了对无功或负序或某次谐波电流的单独PI...     

同步检测法的改进及其在三相不对称无功补偿中的应用

电力有源滤波器能动态补偿不对称三相电路中的谐波分量、不对称电流分量及无功电流分量,为此需快速、准确地检测出这些电流分量。该文对传统的电流同步检测法进行了改进使其能实时检测出不对称三相电路中的谐波电流分量、不对称电流分量及无功电流分量之和,并将其在于三相冰对称无功补偿。理论推导和数字仿真验证了该文思想的正确性。     

一种不平衡负载下SVG的控制策略

建立了不平衡负载下静止无功发生器(SVG)在dq坐标系下的数学模型。根据对称分量法将不平衡负载电流分解为正序、负序电流分量,然后在正序、双序同步旋转坐标系下分别对SVG补偿电流进行闭环控制。设计了基于反馈线性化的电流内环调节器,使得有功、无功电流解耦,相比于传统的前馈解耦控制,参数调节简单。最后在Matlab/Simulink搭建了不平衡负载下的SVG的仿真模型,仿真结果验证了上述方法的有效性,经过补偿后,系统的功率因数显著提高,降低了网侧三相电流的不平衡度且其谐波分量小。     

配电静止同步补偿器的补偿电流检测方法

配电静止同步补偿器(distribution static synchronous compensator,DSTATCOM)用于负荷补偿时,补偿电流指令信号的检测环节对其补偿性能有着重要的影响。该文提出了一种基于同步旋转坐标变换的谐波、无功和负序电流综合检测方法。该方法利用电网电压中的一相电压构造虚拟的对称三相系统,然后以对称三相电压形成的合成矢量作为同步旋转坐标系中的 轴,将负荷电流矢量投影到电网电压矢量上,通过低通滤波器后便可得到要检测的补偿电流指令信号。与传统的同步旋转坐标变换法相比较,该方法计算简单,且在电网电压不对称条件下,仍能很好地检测出负荷电流中的谐波、无功和负序分量,满足DSTATCOM负荷补偿的要求。同时还根据功率平衡准则对文中所提检测方法的原理进行了简单的分析。理论分析和仿真结果证明了该文所提检测方法的正确性和有效性。     

考虑负序补偿的角型链式SVG指令电流提取方法

角型链式静止无功发生器(static var generator,SVG)理论上能够进行负序、无功和谐波电流的综合补偿。针对角型补偿器指令电流提取的难题,通过对补偿电路相量图进行几何分析,根据瞬时无功功率理论,推导出dq/Δ变换矩阵。三相电流瞬时值经 abc/dq 变换、滤波,得到两相旋转坐标系下的负序有功电流分量和负序无功电流分量;再经 dq/Δ变换矩阵,可得到角型链式SVG负序补偿所需的相电流指令信号。该变换矩阵可应用于负序补偿系统,也可应用于负序、无功和谐波电流综合补偿系统。所提指令电流提取方法物理意义清晰,算法简单;采用电流瞬时值进行运算,负荷变化时,可实时更新指令电流,动态调节速度快。最后,通过PSIM仿真验证了所提方法的正确性。     

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。     

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。     

改进型TTA在三相四线制SVG中的应用

首先介绍了三相四线制系统中负荷的特殊情况,接着简要分析了静止无功发生器(SVG)的工作原理.针对三相四线制系统的特征,将应用于三相三线制的基于时域变换算法(TTA)的电流检测算法进行改进后,得到了一种用于三相四线制系统的TTA.该算法具有检测精度高、动态性能好的优点,能够检测出负载电流的正序、负序、零序、有功、无功和谐波分量.实验和现场运行结果表明,将该算法运用于SVG中,不但具有良好的无功补偿能力,并且能够很好地补偿谐波和抑制不平衡电流,中线电流也基本能够消除.     

Evaluation of reference current extraction methods for DSP implementation in active power filters

Generation of current references constitutes an important part in the control of active power filters (APFs) used in power system, since any inaccuracy in reference currents yields to incorrect compensation. In this paper, harmonic detection methods for generating reference currents have been evaluated on the basis of three-phase balanced and unbalanced load currents processed in the digital signal processor (DSP). The advantages and disadvantages of several methods found in the literature have been discussed on the basis of simulation results. Three of these methods have been programmed in the TMS320F2812 digital signal processor (DSP) unit and their performances are evaluated from the viewpoint of practical considerations. Finally, instantaneous reactive power method to estimate the APF reference currents is implemented and its practical results obtained under balanced and unbalanced loads are given.     

三相四桥臂D-STATCOM电流预测控制方法研究

为了解决配电网中存在的三相电流不平衡、谐波污染等问题,本文提出了基于电流预测控制的补偿方法。采用瞬时无功功率理论,计算出所需的补偿电流,然后将电流预测控制方法运用到D-STATCOM,建立其离散化数学模型,采用遍历法推算出在全部开关函数组合分别作用下的补偿器输出电压,并用合适的价值函数来选择最优的开关组合,按照补偿电流的参考值快速输出补偿电流。在PSCAD/EMTDC仿真平台上进行了仿真验证,按照所设计的控制策略,对三相四线制下的不平衡感性负载和注入谐波两种情况进行了无功补偿和谐波消除仿真,仿真结果表明所提出的控制方法能够实现快速的无功补偿和谐波消除。     

含非线性及不平衡负荷的微电网控制策略

微电网中非线性不平衡负荷将增加电压不平衡度、增大总谐波崎变率,影响微电网电能质量.文中提出一种基于dq坐标瞬时功率理论的补偿算法,根据测量的非线性不平衡负荷瞬时电流和通过滤波算法得到或设定的其他电源提供的电流,计算分布式电源电压源逆变器(VSI)的参考电流.在补偿算法中增加倒下垂控制,实现微电网不同运行模式间的平滑转换...     

An Improved Adaptive Detection Method for Power Quality Improvement

A new adaptive harmonic selective detection method is proposed in this paper. This adaptive method has better convergence properties compared to previous adaptive or neuron detection methods. The adaptive gains of this method can be relatively large to obtain faster convergence. The stability of the proposed method is guaranteed and its properties are analyzed when compared to its predecessors. This proposed adaptive method is simple and effective in extracting fundamental and harmonic current information from nonlinear load currents. The extracted fundamental or harmonic currents therefore can be used as the reference signals for power quality improvement, harmonic selective cancellation or reactive power compensation. The method is also phase-independent and can thus be easily applied to single- or three-phase unbalanced systems. Simulation and experimental results verify the good performance of this improved adaptive detection method. Moreover, two application cases are built and tested to demonstrate its effectiveness in harmonic selective cancellation and reactive power compensation.     

Management of reactive power sharing & power quality improvement with SRF-PAC based UPQC under unbalanced source voltage condition

This paper is proposed to establish a new control algorithm for UPQC (unified power quality conditioner) to improve power quality and manage effectively equal reactive power sharing between shunt and series inverter of UPQC under unbalanced source voltage condition. The extraction of instantaneous power angle for reactive power sharing faces difficulty with unbalanced source voltage condition. This paper presents a new SRF (synchronous reference frame) based PAC (power angle control) method using decoupled load current parameters for efficient utilization and coordination of UPQC inverters. The proposed controller contributes in improvement of source current and load voltage harmonic profile, provides efficient way of load reactive power compensation and load voltage compensation for sag, swell and unbalanced condition. Effect of source voltage variations in the form of sag, swell or unbalancing on variable power angle estimation and reactive power calculations are also validated through a mathematical analysis. SRF based PAC control approach and PAC based UVT (unit vector template) control approach is adapted for estimating the reference signals of shunt and series inverter respectively and thus reducing the need of extra computation. The simulation and experimental analysis is carried out using Matlab/Simulink software package for computer simulation and a dSPACE based experimental setup for real time verifications.     

基于空间矢量的有源电力滤波器预测电压控制策略

从矢量的角度出发,将三相电网电压与电流矢量在旋转坐标系下进行投影变换,实现了谐波与无功电流的同时提取。进一步提出一种具有无差拍控制特性的有源电力滤波器空间矢量控制策略,实现了有源电力滤波器的预测控制和谐波与无功电流的精确补偿。利用MATLAB对所提出的控制策略进行仿真验证,并研制了5 kVA实验样机进行了实验研究。仿真与实验结果验证了此方法的正确性与有效性。     

一种基于改进型电流检测的三电平有源滤波器的控制研究

为提高三电平有源滤波器的动态补偿性能,针对传统的检测方法在三相电压不对称或畸变时存在的不足,提出了一种新的基于无锁相环、同步坐标变换的检测方法。该方法能够实时检测出不对称电路中的基波正序无功电流和谐波电流,理论推导也验证了所提检测方法的正确性。针对三电平逆变器固有的直流侧电压波动问题,给出了一种改变小矢量作用时间的控制方法,通过SimuLink仿真验证了检测方法和控制方法的有效性。     

基于离散傅立叶变换的单相电路谐波电流实时检测方法的研究

根据离散傅立叶变换原理,计算出基波有功电流幅值,从而计算出需要补偿的谐波和无功电流。该方法具有计算量非常小、实时性好、检测精度高等特点,是一种具有应用前景的有源电力滤波器单相电路谐波电流实时检测方法。     

不平衡和非线性负载条件下柔性多状态开关控制技术研究

配电网中连接在两条或多条馈线间的电力电子变流器统称为柔性多状态开关,可作为理想的补偿装置,用来补偿频率和大小变化的谐波、负序和无功。文中建立了不平衡和非线性负载条件下柔性多状态开关的数学模型,根据不平衡系统的控制目标,确定以瞬时无功功率理论为基础的参考电流检测方法,变流器的输出电流采用PI控制器进行调节,从而达到补偿负载电流中的谐波、负序和无功电流,实现电能质量改善。在MATLAB/Simulink环境下,建立了不平衡和非线性负载条件下三端口柔性多状态开关系统的仿真模型,研究结果表明了所采用的方法能够有效地补偿不平衡负载电流中的谐波、负序和无功电流,并表现出了良好的动态性能。