基于k/n(G)模型的STATCOM装置可靠性分析

提出了STATCOM装置的k/n(G)可靠性模型及其基本分析方法。利用k/n(G)可靠性模型定量描述了主电路拓扑结构的多重化冗余设计所取得的可靠性效益。采用文献提供的IGCT、GTO和IGBT器件可靠性参数，定量计算了某实际应用的50MVA STATCOM装置可靠性指标，并对STATCOM装置结构的优化设计进行了分析；探讨了考虑元件故障率变化的STATCOM动态k/n(G)可靠性模型的基本分析方法。     

STATCOM鲁棒非线性控制

讨论了STATCOM的鲁棒非线性控制设计问题。利用直接反馈线性化技术（DFL）把STATCOM非线性模型转换成线性模型,并利用鲁棒控制器的设计方法消除模型中不确定参数的影响。设计过程中只需要不确定参数的边界,所设计控制器简单、有效,并能保证系统在所有参数范围内的渐进稳定性。3母线电力系统的仿真结果表明该控制器在系统具有不确定参数时能取得良好的电压调节性能。     

含STATCOM的LCC-HVDC系统的动态模型及小信号稳定性研究

该文建立含静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)的电网换相换流器高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)系统的小信号模型,通过与详细电磁暂态模型的对比,对其准确性进行验证。基于该模型,研究锁相环(phase-locked loop,PLL)、LCC-HVDC与STATCOM控制系统参数对整个系统的小信号稳定性与动态性能的影响,并得到不同控制系统参数的可行域。最后分析锁相环(phaselocked loop,PLL)、LCC-HVDC与STATCOM控制系统之间的相互耦合作用,结果表明该耦合作用使得不同控制系统的参数可行域相互约束,为系统设计和参数选择提供有价值的参考。     

链式STATCOM的数学模型

数学模型的研究对于装置性能的研究、主电路参数设计和控制系统设计具有重要意义。该文通过傅立叶分解的方法，建立了链式STATCOM的数学模型。该模型正确反映了暂态过程中，基波电流有功分量、基波电流无功分量和电容电压平均值的变化规律。基于PSCAD的仿真验证了模型的正确性。该文还基于该模型讨论了链式STATCOM开环响应时间常数与主电路参数之间的关系。     

基于PWM控制及相角控制的静止同步补偿器潮流模型及应用

提出了一种新的用于潮流及静态电压稳定分析的STATCOM模型.该模型可以考虑STATCOM功率损耗从而可以更准确的计算其有功及无功输出.通过引入两个增广的母线类型,实现了STATCOM的线性PWM控制及相角控制模式及其交流电流极限处理.给出了模型在牛顿潮流及连续潮流中的详细实现.通过IEEE-30及IEEE-300母线系统验证了该模型的有效性,并研究了STATCOM静态损耗、电流极限及控制模式对潮流解及静态电压稳定的影响.     

基于改进Prony算法对STATCOM暂态稳定性模型的研究

STATCOM控制器的详细模型在验证稳定性时存在很多困难。采用暂态稳定性模型(TS模型)来代替详细模型,并用改进Prony算法来提取电力系统的参数,避免了计算幅值和相位时精度不高的问题,克服了传统算法抗干扰较差的问题。在PSCAD/EMTDC中对详细模型和TS模型进行标准控制及辅助控制分析,仿真结果表明,提出的TS模型和改进的Prony算法能有效地解决控制器稳定性分析复杂的问题。     

STATCOM的自适应逆控制方法

为了研究静止同步补偿器STATCOM运行过程中存在的非线性特性对补偿特性的影响，在考虑了电压源型逆变桥中IGBT的通态损耗、开关损耗以及直流侧的电容损耗基础上，建立了基于该逆变桥的STATCOM数学模型，并根据其数学模型的非线性特性，提出了STATCOM的自适应逆控制方法和逆系统模型。根据该模型对STATCOM进行直接控制，并根据系统参数的不可预知以及其时变的特点，对系统模型中的参数在运行过程进行在线识别，并进行了仿真。结果表明，自适应逆控制能够有效地克服运行过程中系统参数的变化对补偿效果的影响，从而提高了控制系统的鲁棒性和装置的控制精确度；给定系统参数的初值准确与否，对装置最终的控制精确度没有影响。该控制方法具有实用性，而且随着处理器计算能力的不断增强该方法存在广泛的应用前帚。     

STATCOM预测直接功率控制中参数自适应辨识方法

预测直接功率控制技术可以在静止坐标系下,实现有功功率和无功功率的解耦控制,将预测直接功率控制应用到带蓄电池储能系统的静止同步补偿系统(static synchronous compensator/battery energy storage system,STATCOM/BESS)的STATCOM侧,可以实现对有功功率和无功功率的解耦控制,但预测直接功率控制方法依赖于准确的数学模型,而实际系统中STATCOM的数学模型参数容易发生改变,为实现对STATCOM侧等效电路参数的在线辨识,在静止坐标系下建立了STATCOM的最小二乘格式的数学模型,采用带遗忘因子的递推最小二乘法对参数进行在线辨识,自适应修正控制模型的参数,降低输出电流的畸变率,提高补偿精度。最后通过仿真和实验,验证所提的自适应参数辨识方法,可以有效的辨识STATCOM侧的等效电路参数。     

基于LSTSVR模型预测STATCOM晶闸管阀组本体温度

STATCOM晶闸管阀组本体温度过高,会导致其失效。因此及时、准确地预测出STATCOM晶闸管阀组本体温度对提高STATCOM运行的可靠性至关重要。本文利用最小二乘双支持向量回归机(least square twin support vector regression,LSTSVR)算法,将STATCOM进水温度、回水温度、进水流量、IGBT模块散热材料的导热系数、STATCOM输出电压、STATCOM输出电流、晶闸管阀组的集电极电流共7个量作为输入量,构建了STATCOM晶闸管阀组本体温度预测模型。与现场实测数据对比的结果表明,利用LSTSVR模型实现了STATCOM晶闸管阀组本体温度的高精度预测,且模型的预测精度优于最小二乘支持向量回归机(least square support vector regression,LSSVR)模型。应用实例也验证了该方法的准确性和有效性。     

系统电压畸变时STATCOM的运行性能研究

基于STATCOM的标幺值数学模型,研究了系统电压畸变条件下STATCOM的电压电流运行特性,讨论了STATCOM谐波电压电流与装置主电路参数的关系,给出了LC谐振条件。理论分析结果得到了PSCAD/EMTDC数字仿真以及10 kvar STATCOM动模装置实验的双重验证。     

链式STATCOM电容电压不平衡现象研究:(二)数学模型

电容电压不平衡及其控制是链式静止同步补偿器(STATCOM)安全可靠运行必须解决的关键问题。文中建立了链式STATCOM的数学模型，揭示了电容电压不平衡现象产生的机理，正确描述了逆变桥各参数对电容电压分配的影响。基于PSCAD的仿真验证了模型的正确性。该模型对于电压平衡控制策略的设计具有重要意义。     

链式STATCOM电容电压不平衡现象研究:(一）仿真和试验

由于链式静止同步补偿器(STATCOM)直流电容器各自独立，如何使这些电容器上的电压保持一致，是装置安全可靠运行需要解决的关键问题。而电容电压不平衡机理的研究则是制定电压平衡控制策略的基础。文中通过数字仿真和物理模型试验进行相互比较，研究了各种因素对电容电压分配的影响，指出开关脉冲延时不同、混合型损耗差异以及并联型损耗差异是造成电容电压不平衡的主要原因。其研究结果对于建立链式STATCOM数学模型，从而定量分析电容电压的不平衡程度，进而制定合理的平衡控制策略具有重要意义．     

十一电平链式STATCOM直流电容电压平衡控制研究

直流侧电容电压的不平衡及其控制是链式STATCOM要解决的关键问题。笔者给出了链式STATCOM直流电容稳态数学模型,分析了逆变桥参数对电容电压不平衡的影响,指出开关脉冲延时不同、混合型损耗差异以及并联型损耗差异是造成电容电压不平衡的主要原因。结合十一电平STATCOM,提出采用基频开关法投和基频脉冲循环换位法可以有效的保持链式STATCOM直流电容电压的平衡稳定,STATCOM的PSCAD模型及其仿真验证了该方法的可行性和有效性。     

STATCOM在上海电网中的应用仿真

上海电网随着负荷增长和网架结构的变化，电压问题日益突出，尤其是黄渡分区电网，缺少动态的电压支撑，不能满足电网安全运行的需要。文中将新型的动态无功补偿装置STATCOM应用于黄渡分区电网，进行了大量的仿真分析，并对不同的安装容量和安装地点进行了详细的比较分析。仿真结果表明，安装STATCOM装置将对黄波分区电网电压起到较大的支撑作用。     

静止同步补偿器的标幺化模型及开环响应时间常数分析

静止同步补偿器（ＳＴＡＴＣＯＭ）的标幺化建模是迄今为止国内外都没有得到解决的难题。作者在开发 同容量的ＳＴＡＴＣＯＭ装置所积累的理论和工程经验的基础上,提出了一个真正标幺化意义上的ＳＴＡＴＣＯＭ数学模型,并以此数学模型为基础,揭示了ＳＴＡＴＣＯＭ开环响应时间常数与装置主电路参数的相互关系。该模型为ＳＴＡＴＣＯＭ的各种稳态暂态性能分析及控制器参数设计提供了系统化方法。     

新型同步补偿器直流侧储能电容值的选取方法

以新型同步补偿器ＳＴＡＴＣＯＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｓｙｎｃｈｒｏｈｏｕｓ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ）在系统不对称情况下的数学模型为基础,详细分析了在系统不对称条件下直流侧储能电容器容量对ＳＴＡＴＣＯＭ性能的影响。根据理论分析结果,给出了直流侧储能电容器容量的选取原则。按该原则设计的ＳＴＡＴＣＯＭ,不但满足系统正常条件下的运行,而且还能大大提高ＳＴＡＴＣＯＭ在系统不对称条件下的生存能力。通过计算机仿真和动     

他励式STATCOM他励电源容量的选择研究

静止同步补偿器(STATCOM)的直流侧是电容器,如何保持直流侧电容电压的稳定是STATCOM可靠运行的关键。STATCOM逆变器直流侧电容电压的建立可分为自励式和他励式,他励式STATCOM逆变器的直流侧电容电压由他励电源来提供,他励方式不但可以稳定直流电压,同时还有抑制STATCOM在动态切换过程中直流电压波动的作用,在大容量STAT-COM中得到了应用。本文对比了自励式与他励式STATCOM,分析了他励电源的稳压及动态调节机理,并通过理论分析和仿真实验,给出了基于三相电压源型逆变器的他励式STATCOM中他励电源容量选择及参数设计的方法,为他励电源的设计提供了基本的参考依据。     

Stability analysis of Static Synchronous Compensator with reactive current controller

This paper presents stability analysis of Static Synchronous Compensator (STATCOM) (with detailed model) with reactive current controller. The discrete time model of the system is derived. The stability region in the parameter space is obtained for different values of reactive current. The analysis is done for type II controller where the parameters are the proportional and integral gains. It is found that increase in integral gain results in period doubling bifurcation and increase in proportional gain results in border collision bifurcation. The stability analysis is compared with that for simplified STATCOM model neglecting harmonics. The condition for stability for simplified STATCOM model (neglecting harmonics) with losses being ignored, is derived.     

链式静止同步补偿器自适应反步控制器

针对链式静止同步补偿器(STATCOM)系统非线性特性,提出一种链式STATCOM自适应反步控制器。该控制器采用反步法的递归思想获得链式STATCOM的虚拟控制输入,并根据确定性等价原理设计系统的中间控制率,利用该中间控制率完成电压控制器设计。通过中间控制率和实际控制率的偏差量构造系统的李雅普诺夫方程,利用李雅普诺夫的渐近稳定性原理,获得能够保证链式STATCOM系统稳定的控制输入和系统参数的自适应率。实验结果进一步验证了所设计自适应反步控制器的正确性和有效性。