基于链式STATCOM的三相不平衡负载的平衡化补偿

链式STATCOM由于具有分相控制能力、输出无功电流谐波含量低、响应速度快等优点而适合于不平衡负荷的平衡化补偿.给出了采用链式STATCOM实现平衡化补偿的主电路结构及电压-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,链式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谐波总畸变率小于5%,同时保证直流侧电容电压的稳定.对所给出的补偿方法进行了仿真研究,结果验证了链式STATCOM进行快速平衡化补偿的能力.     

i_p-i_q检测法的单周控制三电平有源电力滤波器

并联型有源电力滤波器APF可以有效补偿由非线性负载产生的谐波和无功功率电流。为了实现单独对谐波分量、无功功率分量进行补偿,或者对谐波和无功功率分量同时进行补偿这些不同的补偿目标,同时为了满足大功率、高电压和输出电流波形畸变小的需要,提出了将中点箝位变换器和ip-iq电流检测法应用于单周控制有源电力滤波器的方法。采用ip-iq电流检测算法可分离出负载电流中的谐波分量、无功功率分量,且电网电压波形畸变不影响检测结果,故可提供不同补偿目标的参考信号。理论推导和仿真结果表明,该法能分别单独补偿谐波分量、无功功率分量,或者同时补偿谐波和无功功率分量,而且电网电压波形畸变不影响补偿效果。通过将ip-iq电流检测法运用于单周控制三电平有源电力滤波器,既实现多种补偿目标,又具有电网电压波形畸变不影响补偿效果、单周控制策略简单、三电平变换器输出电流波形畸变小的优点。     

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。     

分相无功补偿装置的研制

为了改善电能质量,研制了一种新型无功补偿装置(SVC),对三相不对称负载的无功功率进行分相补偿,使得电网的无功功率得到大致的平衡。该装置的控制器使用新型ATmega16单片机进行控制,运用了傅里叶快速分解和瞬时无功功率理论[1],采用晶闸管作为开关,循环投切电力电容器组,实现无功补偿,本文对该型无功补偿装置的软硬件基本原理进行了介绍。通过样机运行表明,该装置控制准确灵活、补偿方式安全、效果明显,具有较大的社会效益与经济效益。     

基于瞬时无功理论的单相无功快速检测法

传统的根据无功功率的定义来计算无功功率的方法难以满足动态无功补偿控制系统中快速响应的要求,因此本文采用瞬时无功理论来实现动态无功补偿控制系统中无功功率的检测和计算.文中分析了单相瞬时无功功率理论的原理,给出了其检测方法,指出了该方法的不足,并提出了改进方案.通过仿真实验实现动态无功补偿控制系统单相无功功率的检测,仿真结果表明,算法能快速有效地检测各分相的无功功率,改进方案能有效降低谐波造成的误差.     

基于链式STATCOM的三相不平衡负载的平衡化补偿

链式STATCOM由于具有分相控制能力、输出无功电流谐波含量低、响应速度快等优点而适合于不平衡负荷的平衡化补偿。给出了采用链式STATCOM实现平衡化补偿的主电路结构及电压-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,链式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谐波总畸变率小于5%,同时保证直流侧电容电压的稳定。对所给出的补偿方法进行了仿真研究,结果验证了链式STATCOM进行快速平衡化补偿的能力。     

无功功率补偿新技术

采用测量Ａ相电流和Ｂ、Ｃ相电压计算系统无功功率的方法,根据无功功率确定补偿量而不是根据功率因数ｃｏｓΦ,克服了根据功率因数补偿的一些缺点。利用乘法器来实现控制电路设计。控制电路采用了七级补偿方式,经编码器输出８４２１编码,分别控制三组电容器,可组合投切７档不同的电容量,增加补偿精度,减少了电容器的投资。     

基于多重三电平桥结构的静止无功发生器

针对一般电压源逆变器拓扑在静止无功发生器(SVG)逆变电路中输出电压质量的不足,提出了一种多重三电平桥结构.采用瞬时无功功率理论,分析了基于该拓扑结构的静止无功发生器实现无功功率控制的等效电路及工作原理.并设计了一种基于电流直接控制的控制方法,采用双闭环反馈控制策略.通过三角波比较方式的脉冲宽度调制技术对电流波形的瞬时值进行控制.经过对系统主电路进行仿真分析.获得了较高的逆变器输出电压质量和准确的三相无功指令电流,同时得到了补偿后网侧电压和电流的波形,电压和电流基本同相位,实现了对无功功率的有效补偿.     

用户端低压无功补偿装置及其应用

无论是工业负荷还是民用负荷,大多数为感性负荷。是感性负荷就有无功功率的消耗,提供这些无功功率有两条途径：一是直接由供电系统提供,但将造成输电线路及变压器损耗的增加,降低系统的使用效率;另一是进行无功功率的补偿。目前无功功率的补偿的方法有几种,采用并联电容器补偿是有效的手段之一,但使用哪种无功补偿装置,是采用MSC无功补偿装置、TSC无功补偿装置还是采用MSC＋TSC无功补偿装置,现介绍如下。     

基于模糊控制的工厂无功补偿控制策略研究

针对传统九区图控制法存在的"投切震荡"和"操作频繁"等问题,结合模糊控制理论设计了一个改进的基于模糊控制的工厂低压无功补偿控制器.该模糊控制器采用两输入单输出结构,以电压偏差和无功偏差为控制量,以无功功率补偿量为被控制量,选用三角形隶属度函数.为了验证该模糊控制器的可行性,在MATLAB中建立了基于该控制器的无功功率补偿模型.仿真结果表明该设计的模糊控制器是可行的,解决了投切震荡等问题,提高了系统准确性,从而改善电网质量.     

考虑发电机励磁电流限制的改进连续潮流算法

连续潮流法是静态电压稳定分析中强有力的方法和工具。常规的连续潮流程序中,使用发电机无功出力最大值Qmax近似表征其无功出力限制。在实际系统中,发电机的无功出力受制于励磁电流的调节能力。从稳态角度出发,提出了使用发电机内电势Eq近似表征无功出力限制的处理方法,建立了考虑励磁电流限制的静态电压稳定分析模型,并提出改进的连续潮流算法。该算法在考虑发电机无功出力最大值Qmax的基础上,将无功出力达到最大值的节点视为有功、内电势恒定(P-Eq)节点。该节点根据有功出力、功角值以及机端电压对校正环节中的无功出力进行修正,更好地模拟了发电机在励磁电流限制下的无功特性。IEEE-30节点系统仿真结果证明了该方法的可行性和实用性。     

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。     

地磁感应电流对系统电压影响研究

针对地磁风暴发生时系统电压降低的现象,研究了地磁感应电流引起的直流偏磁对电力系统电压的影响。基于PSCAD/EMTDC平台搭建了地磁感应电流—直流偏磁的仿真模型,并用低频正弦交流电模拟地磁感应电流,记录了变压器无功功率的需求变化和系统的电压,另外研究了地磁感应电流对发电机出力的影响,同时与单极运行直流电流对电压的影响进行对比研究。结果表明,磁感应电流会导致变压器无功需求周期性增多,系统电压周期性降低,最大下降约为10%,同时地磁感应电流会导致发电机有功出力减小、无功出力增大。而直流电流与系统电压成比例关系,最大下降为13%左右,因无功补偿装置系统电压会逐渐恢复但达不到额定电压。     

改善接入地区电压稳定性的风电场无功控制策略

针对大规模风电场接入电网带来的电压无功问题,提出一种改善接入地区电压稳定性的变速恒频风电场无功控制策略,在系统发生扰动时,以接入点为电压控制点,扰动前的稳态电压为控制目标,动态调节风电场输出无功功率,维持接入点电压水平。实际应用时,该策略利用系统部分雅可比矩阵推导风电场的电压无功灵敏度信息,并根据风电场的无功输出能力计算风电场无功调整量,同时通过设置控制死区和延时,避免了风电机组的频繁调控。仿真算例表明,采用所提策略能够充分发挥变速恒频电机风电场的快速无功调节能力,有效抑制风速扰动、负荷变化等因素引起的电压波动,维持接入地区电网的电压稳定性。     

静态电压稳定分析中发电机的无功功率及其越限处理

求取电力系统电压稳定极限必须考虑发电机的无功限制,为此在分析最 大定子电流约束和最大励磁电流约束对发电机无功输出影响的基础上, 比较处理负荷静态特性的方法,通过计及发电机无功输出的电压倚赖特性, 提出了一种处理发电机无功越限的新方法,并给出了该方法在连续潮流计 算中的实现。通过一个计算实例分析比较了几种类似方法,证明了所提方 法的优越性。     

多场景下含风电机组的配电网无功优化的研究

研究了多场景下含风电机组的配电网无功优化问题。利用概率统计的思想解决了风电机组有功输出的不确定性问题,根据转子侧最大电流限制条件确立了风电机组无功输出范围。结合传统的电容器无功补偿方法,将风电机组作为连续可调无功源参与到配电网的无功优化。建立了以系统网损最小和节点电压越限惩罚为目标的无功优化模型。算例表明不同场景下的风电机组参与配电网无功优化可有效地降低系统的网损,提高各节点电压,同时,增强配电系统受风速影响的适应性。     

基于谐波消除原理的静止无功发生器研究

分析了静止无功发生器(SVG)的主电路结构,提出一种基于谐波消除原理的新型SVG调制方式.仿真结果表明,该方法可有效消除SVG输出电压谐波.     

基于XGBOOST-PSO提高受端电网电压暂态稳定的发电机无功优化方法

考虑发电机稳态输出无功对其支撑暂态电压恢复稳定能力的影响,基于机器学习研究优化发电机稳态输出无功提高电压对故障扰动保持暂态稳定能力的预防控制方法。该方法采用加权多二元表暂态稳定裕度指标量化母线暂态电压对不同预想故障扰动的综合稳定裕度,并基于指标排序确定稳定裕度薄弱母线。同时基于发电机无功调节对预想故障下各薄弱母线电压暂态稳定裕度综合作用灵敏度排序,选择作用灵敏发电机。在利用XGBoost建立根据系统稳态特征向量预测薄弱母线暂态电压稳定的分类模型基础上,以系统对预想故障扰动保持暂态电压稳定为约束、以减小发电机稳态无功调节对网损产生影响为目标,基于潮流计算寻优灵敏发电机稳态输出无功,以提高薄弱母线的暂态电压稳定性。最后采用雅湖直流接入江西电网的PSASP计算模型验证了所提方法的有效性。     

基于双馈风电机组的分布式动态无功支撑系统

充分挖掘风电机组的无功电压调节能力对改善电力系统的电压稳定性有重要意义。首先定量分析了实际商用双馈风电机组的无功调节能力及限制因素,指出双馈风电机组具备较强的无功功率输出和吸收能力。继而提出了一种利用双馈风电机组的电力系统分布式动态无功支撑系统的构想及其实现方案。该系统可充分发挥双馈风电机组的动态无功调节能力,有效提高电力系统的动态无功储备,并显著改善双馈风电机组接入电网的电压稳定性。实际浙江电网的仿真结果验证了该技术的可行性和有效性。