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。     

基于DSP的不平衡补偿和单纯形优化的静止无功补偿器

针对静止无功补偿器SVC(Static Var Compensatot)作为不平衡负荷补偿和电压稳定控制的工况,提出了不平衡补偿和优化控制方法.对于不平衡负荷补偿,提出基于虚拟对称三相系统的同步参考旋转坐标变换的补偿电纳计算方法,利用电网电压中的一相电压构造虚拟的对称三相系统,由此可以准确计算所需的补偿电纳,该方法计算简单,基于该方法的静止无功补偿器不需要硬件锁相环,能够快速、准确地补偿负荷的无功功率;对于电压稳定控制策略,提出了基于改进的单纯形加速算法SPX(SimPleX method)优化递推积分PI控制方法,以ITAE准则作为寻优目标函数,对PI控制器的参数Kp、Ki进行实时调整、寻优,使SVC系统的瞬态响应过程达到最佳,能快速、无超调地跟踪SVC系统的电压设定值.仿真和实验结果表明所提不平衡补偿和优化控制方法的可行性和有效性.     

基于电网电压定向矢量变换的SVC平衡化补偿策略

冲击性负荷会引起供电系统严重的电压波动和三相不平衡,对其进行平衡化补偿具有重要的意义。将矢量控制思想移植到动态无功补偿中,建立晶闸管控制电抗器(TCR)型静止无功补偿器(SVC)平衡化补偿策略。该策略通过在电网电压稳定条件下对负荷电流进行矢量变换,实现其基波正序、负序分量的分离以及基波有功、无功分量的解耦,最后利用低通滤波器检出有用直流信号并计算出补偿电纳。仿真及实验表明,该策略具有较高的精度和优良的动态性能,其补偿效果不受负荷谐波电流的影响。     

基于同步对称分量法的静止无功补偿装置

该文提出了基于同步对称分量法的无功补偿导纳计算方法。该方法以电网三相正序电压为同步参考坐标，再利用旋转对称分量法可以方便地得到电网需要补偿的导纳值。文中提出的三相电压提取方法能有效地消除电网电压的畸变干扰，以电压为同步坐标的旋转对称分量法可消除电流中谐波的影响，从而可准确地计算出电网需要补偿的导纳值。基于该方法设计的静止无功补偿装置无需硬件锁相环，能够快速、准确地补偿对称／不对称负荷的无功功率，维持电压的稳定。采用PSCAD软件的仿真和实验结果证明，基于同步对称分量法的补偿导纳计算方法具有较好的效果。     

基于DSTATCOM的点焊机无功功率补偿研究

为了更好地解决点焊机负荷引起三相负荷不平衡、系统功率因数低等电能质量问题,提出了基于静止同步补偿器（DSTATCOM）的无功功率补偿方法。首先给出了配电静止同步补偿器的主电路结构,然后利用改进的基于瞬时无功理论的电流检测方法检测出谐波和无功电流,分析了配电静止同步补偿器平衡三相不平衡负荷的原理。最后根据点焊机在实际工作中的情况,通过Matlab/Simulink仿真验证了采用的补偿方法可以平衡三相电流,提高系统功率因数和缓解电压跌落。该研究表明用于不平衡负荷的配电静止同步补偿器具有良好的动态性能和静态补偿效果。     

基于虚拟磁链的静止同步补偿器直接功率控制策略研究

提出了一种基于虚拟磁链的直接功率控制策略,结合电压空间矢量调制技术,能够对固定开关频率的三相静止同步补偿器实现功率无差控制:根据当前电压、电流采样值及有功、无功计算值,推算出静止同步补偿器输出的电压控制值,使得控制结束时的有功、无功功率误差为零;深入研究了电网电压不平衡度对静止同步补偿器运行稳定性的影响,确定了静止同步补偿器正常运行所能承受的最大电压不平衡度。该方法无需旋转坐标变换和PI控制,简化了控制器的设计。仿真结果验证了该方法的可行性与有效性。     

基于SVPWM的STATCOM设计及实现

为了提高静止同步补偿器向电力系统输送无功功率的实时性与精确性,提出一种基于电压空间矢量脉宽调制的电流跟踪控制方案,利用TMS320F2812DSP芯片完成了对电网无功电流的全数字化高精度检测.并在此基础上设计了静止同步补偿器的控制器.最后在Matlab平台上进行了仿真试验,并进行了STATCOM荷综合补偿的闭环并网实验研究.实验结果表明,该装置无功动态补偿性能优越,并能有效抑制负荷、谐波和三相不平衡.从而验证了STATCOM设计方法的可行性.     

三电平静止同步补偿器内模控制研究

静止同步补偿器(STATCOM)用于电网动态补偿时,无功电流检测环节及电流控制器的设计对其补偿性能起着决定性的影响。在传统的FBD功率理论的基础上,对传统FBD检测法做出改进,引入电网虚拟磁链模观测器代替原有的锁相环对电网电压进行重构,提高了电网电压存在畸变时无功电流的检测能力,同时采用惯性环节代替了低通滤波器降低了检测系统的时延。在此基础上针对静止同步补偿器存在着非线性和强耦合的特性,提出一种基于内模控制原理和三电平空间矢量算法相结合的电流解耦控制方法,根据内模控制基本原理,设计了静止同步补偿器的双闭环内模控制器。基于Matlab/Simulink仿真平台,对改进型FBD无功电流检测方法和电流环内模解耦控制器进行了系统仿真分析,最后通过实验验证了控制方法的正确性和有效性。     

电网负序和无功综合补偿的检测与控制

针对三相三线制电力系统的负序和无功的综合补偿问题,介绍了电网电压、电流的检测方法和静止无功发生装置的控制方法。本系统采用TI公司的TMS320L2407A DSP芯片对电网电压、电流进行快速、准确的检测,计算出补偿电网所需的理想补偿电纳,以此为依据对静止无功发生装置进行实时的控制。     

基于DSP的电网负序和无功综合补偿的检测与控制

针对三相三线制电力系统负序和无功的综合补偿问题,系统采用TMS320LF2407A DSP芯片对电网电压、电流进行快速、准确的检测,计算出补偿电网所需的理想补偿电纳,并以此为依据对静止无功补偿装置进行实时的控制。     

DSTATCOM在三相电压不对称下一种新的补偿电流方法

提出了利用电网电压中的一相电压构造虚拟的对称三相系统,跟据坐标系形成正弦和余弦信号,通过简单的积分、延时和增益环节代替其它检测方式中的低通滤波器,检测延时可减少到1/6个电源周期,使得到的要检测的补偿电流指令信号更加准确.该方法省去了锁相环,计算方法简单,在电网电压不对称条件下,仍能满足配电静止同步补偿器(DSTATCOM)负荷补偿的要求.仿真结果表明,该检测方法得到的补偿电流具有很好的补偿性能,而且证明了其实时性和有效性.     

A compact control algorithm for reactive power compensation and load balancing with static Var compensator

A compact control algorithm for reactive power compensation and load balancing with the static Var compensator (SVC) in three-phase three-wire systems is developed in this paper. The required compensation susceptance of each SVC phase can be obtained from a very simple function of voltage and power signals which are measured by a three-phase voltage transducer and two single-phase active and reactive power (P–Q) transducers at the load bus. The calculation of compensation susceptances is based on the criterion of a unity power factor and zero negative-sequence currents after compensation. A simulation is made, as the first stage, to show the validity of the proposed compensation algorithm. Then, a laboratory size microcomputer-based SVC, which consists of thyristor-controlled reactors (TCRs) and fixed capacitors (FCs), is designed and implemented. Simulation and experiment results show that the algorithm is very suitable for on-line control of the SVC which is designed for phase balancing and power factor correction.     

Adaptive static VAR controller for simultaneous elimination of voltage flickers and phase current imbalances due to arc furnaces loads

The present paper aims at utilizing the Static VAR Compensator SVC for simultaneously load balancing and voltage flicker elimination due to arc furnace loads. The SVC of thyristor controlled reactor-fixed capacitor TCR-FC type is considered. The effective susceptance of SVC is controlled and adapted by varying the thyristors firing delay angle. The three-phase imbalanced currents of arc furnace load is balanced by adjusting the effective susceptance of SVC Further, at the same time, the voltage oscillations due to arc furnace load currents are eliminated by updating the thyristor firing delay angle of SVC. An equivalent power system comprises a constant voltage source connected to arc furnace load through transmission system and step down transformer. The proposed SVC is connected at the terminal of the arc furnace load. To validate the effectiveness of the SVC in sense of load current balancing, improvement of power factor, and voltage flicker elimination due to arc furnace load, the above power system is simulated digitally over a wide range of arc resistances. The digital simulation results prove the power of SVC in terms of a constant terminal voltage and three-phase balanced unity power factor line currents with varying arc furnace currents.     

采用三相不平衡调补策略的配电网负荷试验装置稳态电能质量分析

针对目前诸多三相不平衡调补控制策略和先进算法仅停留于理论推导和计算机仿真验证的问题,搭建了可以模拟各种负荷变化现象的静态无功补偿试验平台,为实地试验和解决生产实际问题提供方便。采用对称分量法进行三相不平衡度的计算,并在该试验平台上对三相不平衡负荷调补控制系统投入三相平衡负荷、三相不平衡负荷、静态无功补偿装置（static var compensator,SVC）和非线性负荷时的电压、电流不平衡度进行分析。应用效果表明：静态无功补偿试验平台能够完成各种负荷变化现象的实时模拟,SVC能有效降低电流不平衡度,所提补偿控制算法可行。     

一种基于瞬时无功功率理论的SVC控制方法

在总结已有的研究成果基础之上,将瞬时无功功率理论应用于提高功率因数和补偿三相不平衡的静止无功功率补偿装置控制之中,简化了瞬时无功功率算法,提出了更为有效的滤波器结构,推导出补偿电纳的表达公式,动态模拟试验和仿真试验证明了算法的有效性和可行性.     

基于级联有源滤波器与静止无功补偿器的综合补偿控制方案

级联多电平有源滤波器(CS-APF)与静止无功补偿器(SVC)同时运行存在稳定性及无功补偿控制优化等问题。文中提出一种统一控制策略,结合SVC和CS-APF的功能特点,使SVC对负载正序无功分量及负序分量的补偿进行前馈控制和电网电纳(不包含CS-APF分量)反馈控制;CS-APF对晶闸管相控电抗器(TCR)与电网负载谐波的补偿进行前馈控制,并去除SVC中固定电容分量,进行电网电流反馈控制,同时对SVC无功补偿进行二次优化补偿。另外,提出一种TCR谐波电流预计算方法,根据TCR触发角当前值与电网电压锁相环相位,构建TCR谐波电流,实现对TCR谐波的预计算。仿真和实验研究表明,在该综合控制方案下,SVC与CS-APF控制不存在闭环,系统稳定性高,TCR谐波补偿无滞后,无功补偿响应较快,补偿能力强。     

点焊机三相不平衡负荷的静止无功补偿

为了提高对三相不平衡负荷电能质量问题的有效治理,介绍了基于同步对称分量法的不平衡负荷的补偿方法,并研究了具有分相补偿能力的静止无功补偿装置(SVC)。通过对汽车工业点焊机负荷的实测数据介绍了三相不平衡负荷的电能质量问题,并针对点焊机的不平衡补偿进行了动态模拟试验。试验结果表明,设计的不平衡负荷补偿装置不仅具有较好的动态跟踪性能,且具有良好的补偿效果,值得在实际工程应用中推广。