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。     

孤岛微电网逆变器不平衡负载下的控制策略

提出一种孤岛微电网逆变器在不平衡负载下的控制策略,采用分序网络解耦控制,在虚拟同步发电机(VSG)控制的基础上引入自适应负序补偿环.对三相负载不平衡下的电路进行分析,得到逆变器分序网络等效电路和逆变器间负序环流产生机理.通过分序网络解耦控制得到电压环参考电压各序分量,引入分序网络虚拟阻抗改进逆变器各序输出阻抗.正序网络采用VSG控制实现正序调频调压和电流的自主分配,负序网络加入负序补偿环抑制微电网三相电压负序分量.详细分析了微电网电压负序分量与负序补偿系数和逆变器输出电流负序分量的关系.负序补偿环采用自适应控制,在实现微电网三相电压平衡的同时根据逆变器额定容量自主分配输出电流负序分量.建模仿真结果验证了所提控制策略的有效性.     

不平衡系统中D-STATCOM的控制策略

不平衡系统中配网静止同步补偿器D-STATCOM的控制是D-STATCOM的重要研究内容。提出一种根据FBD功率理论,以单位功率因数为补偿目标的D-STATCOM新型控制方法。该控制方法将目标电流进行序分解,对其正、负序分量分别转换到两个独立的旋转坐标系中,对正、负序电流的d轴和q轴分量分别采用比例-积分(proportional integral,PI)控制。由于正序和负序分量在相应的旋转坐标系中d轴和q轴分量均为直流,简化了控制器设计。该方法采用电网电流控制的闭环结构,直流侧电容电压的调节模块直接产生电流的参考值,不需要复杂的无功电流检测过程,控制系统结构简单。     

非理想条件D-STATCOM预测直接功率控制研究

将预测直接功率控制(P-DPC)策略引入配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)的控制研究中,电网电压不对称时,公共连接点(PCC)处的二倍频的瞬时功率脉动会导致D-STATCOM的输出电流总谐波畸变率(THD)增大。详细分析了电网电压不对称度与谐波含有率的关系,提出通过瞬时对称分量法提取各电气采集量的正序分量计算瞬时功率反馈值,再根据正序等效电路推导出所需的功率预测模型。由正序功率控制代替全功率控制,实现对补偿电流幅值和相位的控制。不仅抑制了谐波的产生,且消除了电网负序电压对装置的过流威胁。最后利用仿真和实验验证了该方法的有效性和实用性。     

不平衡负载时三相逆变器控制方法研究

负载不平衡时传统电压电流双环PI控制器无法实现三相逆变器输出电压平衡,对此提出了一种改进的电压电流双环PI控制器,利用信号延迟对消技术,将输出不平衡电压分解为正序分量和负序分量,在同步正、负序旋转坐标系中,正、负序电压变为直流量。分别在正、负序旋转坐标系中对各个量进行控制,使负序分量无静差跟踪零参考电压,有效地提高了三相逆变器带不平衡负载的能力,降低了输出电压的不平衡度,提高了电能质量。给出了在负载不平衡时输出电压的正、负序分离方法,分析了整个系统的控制框图,实验结果证明了改进算法的有效性和可行性。     

基于补偿原理的MMC-HVDC系统不对称故障控制策略

为提高模块化多电平换流器型高压直流输电(MMC-HVDC)系统交流侧发生不对称故障时控制系统的运行特性,研究了电网发生不对称故障下的负序电流抑制和直流电压稳定的控制策略。针对双序内环电流控制系统需要进行电压电流的旋转变换且d轴和q轴之间存在耦合的问题,设计了二阶复数滤波器对电网电压的正负序分量进行提取,并采用电压补偿原理对提取出来的负序分量设计了负序内环电压控制器,对双序内环电流控制器进行了有效的改进,简化了控制系统的结构。为实现不对称故障下直流电压的稳定,基于模块化多电平换流器(MMC)低频连续模型,在不对称故障下推导出桥臂功率和子模块电容电压中均含有二倍频的负序波动分量和二倍频的零序波动分量,进而设计了二倍频零序补偿控制器。在PSCAD/EMTDC中搭建了上述控制器,仿真结果表明所提出的控制策略可以有效抑制负序电流、稳定直流母线电压。     

电网电压不对称对D-STATCOM的影响分析及抑制

分析了电网电压不对称对配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)电压输出性能的影响,指出电网电压不对称将导致D-STATCOM直流侧电容电压出现2倍频波动,使得交流输出电压出现负序和三次谐波,严重影响D-STATCOM输出性能,并且由此产生的负序和3次谐波电流将造成装置过流.针对此问题,提出一种改进开关函数调制法,抑制了3次谐波电流,改善了D-STATCOM的电压输出性能.提出一种负序电压前馈控制的不对称控制策略,抑制了D-STATCOM因负序电压分量造成的过流,保障了装置的安全可靠运行.仿真实验结果表明,本文提出的方法是行之有效的.     

不平衡孤岛负荷供电需求下MMC换流器控制策略

当MMC处于孤岛运行模式时,如果供电给不平衡负荷,尤其是单相负荷,将会导致负序电流的产生。然而目前已有的MMC换流器控制策略不支持孤岛运行方式下的不平衡负荷供电需求。针对该问题提出了一种适用于孤岛不平衡负荷供电需求的MMC换流器控制策略。该控制策略包含正序控制和负序控制两部分。正序控制部分输出为调制波正序分量,控制PCC点的电压幅值;负序控制部分输出为调制波的负序分量,平衡负序电流在阻抗上的压降,从而使得PCC点的电压负序分量为零,保证了PCC点的电压满足国标的要求。最后在MATLAB/Simulink仿真平台下搭建了一个双端MMC-HVDC系统,验证了该控制策略的有效性。     

DSTATCOM用于减缓电压跌落的双矢量控制器设计

利用叠加原理和等值电路模型,对并联型电压源换流器用于减缓电压跌落进行了理论分析;建立了采用LC滤波器的并联型补偿装置的数学模型,设计了同步旋转坐标系下的双矢量控制器,即外环电压控制器和内环电流控制器;借助PSCAD/EMTDC软件建立了系统的仿真模型,对配电静止同步补偿器(DSTATCOM)用于减缓电压跌落进行了仿真研究。针对不对称电压跌落,利用延迟信号抵消法提取电压和电流的正序及负序分量,采用正序和负序2组比例积分控制器分别对正序分量和负序分量进行闭环反馈控制,实现了对不平衡电压跌落的无静差补偿,并通过仿真分析进行了初步验证。     

电网不对称故障下双馈风力发电机组穿越控制的研究

在研究电网电压不对称对双馈感应发电机( DFIG)影响以及DFIG正、负序数学模型的基础上,分析了电网电压不对称条件下DFIG定子输出有功、无功功率和发电机电磁转矩的组成.针对电网电压不对称时负序电流对定子侧有功功率、无功功率、电磁转矩和直流侧电压的影响,提出电流正序分量跟踪控制策略,并在转子侧和网侧变换器的控制中对电网电压的正、负序分量分别处理.转子侧变流器采用正序电流跟踪的滞环控制,实现了电流的无差跟踪.网侧逆变器控制内环采用电流前馈控制,并控制负序电流为零,外环采用电压环稳定直流电压,仿真结果表明,在电网不对称故障时,这种控制策略可以消除负序电流对定子侧有功功率、无功功率、电磁转矩和直流侧电压的影响,实现不对称故障穿越.     

基于MATLAB的静止同步补偿器研究

分析了静止同步补偿器的补偿原理、电路结构及其在改善电能质量中的作用.制作了三相桥三电平逆变器作为静止同步补偿器的核心电路,采用输入输出方法建立静止同步补偿器的数学模型,采用电压内嵌型双闭环控制策略,完成了静止同步补偿器的设计.借助MATLAB/SIMULINK的电力模块搭建25kV配电系统及补偿器电路.通过对电网电压波...     

DFIG风电场与D-STATCOM无功协调控制研究

提出了一种利用配电网静止同步补偿器（D-STATCOM）和双馈异步风电场（DFIG）对风电并网点进行无功协调控制的策略。该控制策略考虑了DFIG风电场的无功功率极限,结合D-STATCOM快速补偿的特点,将并网点的无功需求在两者之间进行合理分配,满足并网点快速、准确的无功补偿要求。仿真结果表明,由DFIG风电场和D-STATCOM组成的联合无功控制系统可以根据该控制策略在风速波动以及电压跌落时实现无功补偿,校正功率因数,并能稳定并网点电压,保证系统的稳定性。     

不平衡补偿时静止同步补偿器的分相控制

通过分析不平衡补偿时补偿器输出电压与补偿电流的关系,并利用三相三线系统中没有零序电流通道的特点,证明了通过向补偿器三相输出电压中加入零序分量,能够达到使其输出电压幅值相同的目的。基于此原理,提出一种配网静止同步补偿器在不平衡补偿时的分相控制方法。该控制方法以各相无功功率为零作为控制目标,在保持调制比相同的情况下通过调节补偿器各相输出电压相对于系统电压的相角差δ来调节各相的输出电流,实现了补偿器的分相控制。通过分析说明了采用该控制方法的系统达到稳态时,电网电流三相平衡且功率因数为1,达到了无功补偿和负载功率平衡的目的。利用Matlab对分相控制方法进行仿真,仿真结果验证了该控制方法的正确性和有效性。     

基于直接电流控制的D-STATCOM动态建模与系统仿真

配电网静止同步无功补偿器D-STATCOM是重要的用户电力设备,能够有效解决配电网中电压波动与闪变、三相电压不平衡、电网谐波污染等电能质量问题。针对配电网静止无功补偿器D-STATCOM的动态性能,用开关函数法建立了D-STATCOM的动态数学模型,然后依据瞬时无功理论对直接电流控制的D-STATCOM控制系统进行了设计。根据所建立的数学模型和控制系统,搭建了D-STATCOM的系统仿真模型,得到了D-STATCOM的动态仿真图。仿真结果表明,基于直接电流控制的D-STATCOM具有良好的动态性能。     

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。     

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。     

应用于变电站的D-STATCOM综合控制方法研究

针对冲击性负荷工作的时段性特点,配网静止无功发生器D-STATCOM要在电力系统中推广应用必须同时具备冲击性负荷补偿和稳态调压的功能。为实现这一目的,提出一种适合于变电站应用的D-STATCOM综合控制方法。先通过冲击性负荷工作状态判断,确定采用稳态调压还是负荷补偿控制方式。若采用稳态调压方式则通过与变电站投切电容支路形成良好配合,实现限值范围内的电压调整。若采用负荷补偿方式则通过实时的限值判断确定无功与各次谐波电流的补偿重点,以基于瞬时无功功率理论的电流检测方法为基础,结合直流侧电压的直接PI控制算法和补偿电流的增量迭代式广义积分控制算法实现基波与各次谐波的分频控制。控制方法易于工程实现,D-STATCOM可实现多种功能,有利于提高装置的性价比。现场应用证明了装置的有效性。     

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。     

三相四线制D-STATCOM的工作原理与仿真

介绍了并联型配电网无功补偿装置（D-STATCOM）的工作原理、基本结构和控制策略,利用Matlab/Simulink中的电力系统仿真模块箱（PSB）建立了D-STATCOM系统的仿真模型并进行了仿真。电流检测方法和电流控制方法分别采用改进的ip-iq法和滞环控制方法,改进的ip-iq法由于实时性较好,在三相电压畸变的...