一种改进的i_p-i_q无功电流检测方法及其应用

静止无功补偿器(STATCOM)是一种广泛应用的动态无功补偿装置,其指令电流检测一般采用i_p-i_q运算方式。但是,传统的i_p-i_q运算方式直接把负载电流无功分量作为STATCOM输出无功电流指令值,这就要求STATCOM的安装位置必须与负载电流检测点一致,限制了STATCOM位置的灵活选择。针对此问题,提出了一种基于瞬时功率平衡原理的改进的ip-iq无功电流检测方法,该方法引入了检测点与补偿点两处的电压相位信息,使得STATCOM补偿点的位置不再受负载电流检测点的限制。将改进的ip-iq电流检测方法应用到跨变压器STATCOM系统中,仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

一种改进的STATCOM补偿指令电流检测方法

静止无功补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)的补偿效果很大程度上取决于其补偿指令电流的检测方法。当STATCOM补偿指令电流检测点与补偿点不在同一位置而产生电压相位差时,检测过程中将会有较大误差。针对上述问题,在传统i p-i q检测方法的基础上引入相位调节模块,详细分析该模块对于STATCOM补偿指令电流检测点与补偿点不在同一位置时对电压相位的调节性能,使其检测点和补偿点的输出相位相同。解决了STATCOM补偿指令电流检测点和补偿点的相位差异引起的补偿指令电流检测问题,提高检测准确度。理论分析和仿真结果验证了所提方法的有效性。     

改进STATCOM补偿指令电流检测方法

<正>基于传统i_p-i_q检测方法对于STATCOM补偿指令电流检测点与补偿点不在同一位置的情况下存在一定的局限性。提出一种基于瞬时无功功率理论的改进STATCOM补偿指令电流检测方法,在传统i_p-i_q检测方法的基础上引入相位调节模块,其模块结构如图1所示。     

基于i_p-i_q算法的STATCOM补偿指令电流检测方法

随着静止无功补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)的结构多重化,使得其负载电流测量点和补偿注入点因所处位置不同,从而产生较大的检测差异。针对上述问题,文中提出一种改进型ip-iq算法,分别从测量点和补偿点引入电压相位信息,通过设置相位补偿角和比例谐振(PR)控制器,消除因两处电压相位和幅值差异引起的检测误差,提高检测精度。理论分析和仿真结果验证了所提方法的有效性。     

改进型STATCOM控制策略研究

非线性负载与不平衡负载广泛存在于配电网中,一般补偿装置无法满足补偿需求,为此提出一种改进型STATCOM的控制策略。该策略以无功补偿为主、指定次谐波电流和基波负序补偿为辅,对负载电流进行检测,将检测到的电流通过PI控制器,使得STATCOM的补偿电流能够精确跟踪无功、谐波和基波负序指令电流。通过电压空间矢量调制实现对无功电流、指定次谐波电流、基波负序电流的补偿。PSCAD仿真结果表明,该策略完成了对配电网电能质量问题综合治理的目标。     

三相有源电力滤波器控制方法的研究

基于单周控制的三相有源电力滤波器(APF)虽不需谐波检测电路,电路相对简单,但只能同时补偿谐波和无功电流,且要求电源电压无畸变,故有局限性。为此将ip-iq谐波检测法和单周控制方法相结合,利用ip-iq法检测负载电流的谐波和无功分量,以单周控制作为电流跟踪控制方式,推出单周控制方程,基于此的建模和仿真研究结果表明:APF可灵活地补偿非线性负载的谐波和无功电流,且补偿效果良好,有一定可行性。     

基于改进检测法的STATCOM建模与仿真

静止同步补偿器(STATCOM)具有从感性无功功率到容性无功功率连续调节的功能,在电力系统中引起了广泛的关注。从静止同步补偿器的基本结构和工作原理出发,对STATCOM电流控制策略以及无功检测技术做了简单介绍,在瞬时无功功率理论的基础上对传统无功检测方法进行了改进,弥补了传统检测技术的局限性。采用直接电流控制和改进的无功检测方法在Matlab/Simulink仿真工具下建立了STATCOM的仿真模型,并对感性负载和容性负载分别进行了仿真。仿真结果表明,所设计的STATCOM具有良好的补偿效果。     

静止同步补偿器控制系统的仿真研究

比较了静止同步补偿器(STATCOM)的两种控制方式的优缺点,设计了一种基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法的控制系统。该方法运用瞬时无功理论,通过锁相环和低通滤波器检测负载电流中无功电流的大小,利用d-q坐标变换实现有功电流和无功电流的解耦控制。仿真结果表明补偿后电流幅值明显减小,直流侧电压平稳,功率因数提高到0.95以上。     

配电变一体化STATCOM结构设计及其控制方法

提出了一种新颖的配电变压器一体化静止无功补偿装置(DT-STATCOM)的设计思想和方法:将STATCOM从变压器高压绕组抽头接入,选择合适的接入电压等级,从而有利于减少功率单元级联数量,降低功率器件电流水平和发热损耗。同时,将STATCOM与变压器一体化设计,利用变压器绕组部分漏抗代替滤波器网侧电感,减小了注入系统的谐波含量;实现了对负载无功与变压器消耗无功的集中补偿,避免了线路无功传输造成的损耗。针对DT-STATCOM系统的特点,提出了基于功率平衡原理的无功指令电流计算方法,研究并采用了变环宽准恒定频率的滞环电流控制方法。仿真结果验证了所提出的DT-STATCOM系统结构及其控制方法的正确性和优越性。     

一种基于改进型ip-iq方法的有源滤波器

在瞬时无功功率理论的基础上,提出一种基于改进型ip-iq谐波电流检测方法的有源滤波器。改进型检测方法用简单的积分、延时加增益环节来代替传统ip-iq方法中的低通滤波器,将检测延时减少到1/6个电源周期。同时这种检测方法还可以推广到单相、三相4线电路和三相不平衡负载的场合中。电流跟踪控制采用滞环比较方式,实际补偿电流能够实时精确跟踪谐波指令电流。采用能量平衡原理实现了逆变器直流侧电压的控制。仿真结果表明,这种有源滤波器能够实时、有效地补偿系统的谐波和无功电流。     

风电场最佳无功补偿点及补偿容量研究

本文采用电压/无功灵敏度和Greed优化算法确定风电场最佳无功补偿点,运用改进遗传算法计算最佳补偿容量,并给出电容器组与STATCOM或与SVC配合的这两种无功配置方案;最后,运用Matlab/Simulink仿真工具箱,分析风场内风机出口电压、并网点电压是否在设定范围内,验证了上述无功补偿装置配置方法的正确性和可行性,为并网风电场无功补偿的研究提供了一种有效的分析方法。     

配电变压器集成式级联STATCOM原理与设计

配电网无功补偿能够有效减少电能损耗,提升供电质量,以配电变压器作为无功控制的节点充分利用配电变压器富余容量,提出一种与配电变压器相集成的级联静止无功发生器(STATCOM)装置。将级联型STATCOM通过Dyn11配电变压器高压侧三角形绕组抽头接入系统,研究通过抽头注入电流实现无功补偿的机理,分析注入电流对绕组电流分布的影响,充分利用变压器绕组的载流能力设计合理的接入点电压等级和补偿容量。针对配电变压器集成式级联STATCOM结构特点,提出改进的无功指令电流检测方法,采用非线性无源控制实现指令电流跟踪,提升控制系统的鲁棒性。仿真与实验结果验证了提出方案的有效性。     

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。     

双电压闭环控制谐波电流检测方法的改进

针对在负载电流有较大突变时补偿电路会产生较大畸变,以及三相电压畸变时ip-iq检测法存在的误差等问题,提出了一种改进的ip-iq检测法。在该检测法中加入了双电压闭环控制,以消除负载电流突变时产生的畸变;并采用一种新颖的基于低通滤波的A相正序电压提取单元代替原始ip-iq检测法的PLL锁相环,在三相电压畸变情况下仍可以正确提取A相正序电压,以精确检测出谐波和无功电流。研究和仿真结果表明,改进的ip-iq检测法在各种情况下都具有很好的补偿效果。     

一种单相系统参考电流检测改进算法

针对传统的ip-iq参考电流检测方法受低通滤波器（LPF）滤波性能限制,经LPF滤波后的直流有功分量和无功分量中含有严重的二倍频问题,提出一种消除二倍频的改进算法。首先,分析传统型ip-iq参考电流检测方法的原理,受LPF滤波性能的限制,影响了无功电流、谐波电流的检测精度;其次,分析改进型ip-iq参考电流检测方法的原理,通过构造一个滞后负载电流90°的电流信号,经数学推导计算可完全消除该二倍频,有效抑制了谐波检测误差,同时分析了LPF不同的截止频率对检测精度和响应时间的影响;最后,通过Simulink仿真验证了改进算法可有效提高电流检测精度和动态响应能力。     

基于改进瞬时无功理论的负序电流检测方法研究

针对基于瞬时无功理论提出的ip-iq法不能直接检测系统负序电流,将两种改进之后可以检测三相系统基波负序电流的方法,分不同的情况进行了仿真分析;研究了两种方法在4种情况下检测系统三相基波负序电流的适用条件,得出基于提取基波正序电流的负序电流检测方法更优;并根据有源滤波器的补偿原理提出了相应的补偿方法。     

一种单相谐波电流实时综合检测算法

有源电力滤波器(APF)常用于治理非线性负载对电网电能质量造成的影响,其中的谐波电流指令获取环节常采用ip-iq检测算法,其检测结果往往因锁相环的锁相精度而与实际谐波电流存在一定偏差,而已有的无锁相环谐波电流检测方法在分离基波有功和无功电流上效果不理想。本文就无锁相环谐波电流检测算法进行研究和改进,提出一种能较好分离基波有功和无功分量的无锁相环单相谐波电流检测算法,该检测算法相比传统方法实时性更好,受频差和电压畸变的影响也更小。本文所提检测算法需要准确分离变换后的低频分量,文中对分离低频分量的若干方法的性能进行对比分析,最后通过仿真验证了所述方法的正确性。     

STATCOM控制方法的研究

随着非线性负荷和冲击性负荷在电网中的广泛应用，电能质量问题成了电力系统研究的热点。从静止同步补偿器的基本结构和工作原理出发，简要介绍了电流控制策略和无功检测技术，提出一种基于瞬时无功功率理论的改进检测技术，取代传统的无功电流检测方法，消除了锁相环，简化了硬件电路的设计。利用MATLAB/Simulink软件建立了检测电路模型，分别对有畸变和无畸变的三相电源电压进行仿真，验证了改进检测方法的有效性。在此基础上，结合直流控制中的滞环控制，分别建立了感性负载和容性负载下的STATCOM系统仿真模型。仿真结果表明，所设计的补偿器具有良好的补偿效果。     

基于STATCOM三相不平衡负载的平衡补偿

由于单相STATCOM具有输出无功电流谐波含量低、响应速度快等优点而适用于不平衡负载的平衡化补偿。提出了采用单相STATCOM实现平衡化补偿的两种主电路结构及电压-无功综合控制方法。三相补偿电流相量采用对称分量法通过矢量变换获得，单相无功功率采用单相瞬时无功功率算法得到，单相逆变器采用特定谐波消除PWM算法(SHE-PWM)以保证输出无功电流的总谐波畸变率(THD)小于5％，同时保证直流侧电容电压的稳定。试验结果验证了STATCOM进行平衡化补偿的快速性。     

基于滑模控制的角形级联静止同步补偿器快速不平衡补偿方法

电网发生故障或者接入大功率不平衡负载时,会出现电网电压不对称,影响系统稳定运行,对其快速地进行无功补偿显得尤为重要.角型级联静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)能够对无功和负序电流进行综合补偿,是目前高压大容量应用场合最有效的电能质量解决方案之一.然而角形补偿器相电流指令信号获取方法较为复杂,指令计算速度慢,难以实现快速补偿.为此,提出一种基于滑模控制的角形级联STATCOM快速不平衡补偿方法,在根据电网电压不平衡度计算电流补偿指令时,引入滑模控制并与PI调节相结合,提升不平衡补偿指令计算速度.结合角形级联STATCOM的电压稳定控制、相间平衡控制和电流内环控制,实现电网电压的快速支撑.最后,通过仿真研究验证所提控制方法的正确性和有效性.