d-q-0坐标系下链式STATCOM电流控制策略

推导d-q-0坐标系下链式静止同步补偿器(staticsynchronous compensator,STATCOM)数学模型,应用线性控制方式,提出d-q-0坐标系下简化的STATCOM模型,设计解耦控制算法,给出解耦控制模型,并进行仿真验证。仿真表明:应用优化设计的控制参数,d-q-0坐标系下链式STATCOM三相电流控制具有较好的跟踪性能和控制精度;在a-b-c、d-q-0坐标系下电流控制都具有良好的快速跟踪性能,表明电流调节器设计方法及参数整定的可行性和有效性。     

应用于风电场的静止同步补偿器电压控制策略

针对风电场中静止同步补偿器(STATCOM)数学模型的多变量、非线性和强耦合特性,提出一种非线性PI控制和前馈解耦控制相结合的STATCOM电压双闭环控制策略。在该控制策略中,STATCOM公共连接点电压和STATCOM逆变器直流侧电压的控制均采用了基于跟踪微分器的非线性PI控制,STATCOM逆变器输出电流的控制采用了前馈解耦控制。电压外环非线性PI控制提高了装置的响应速度和鲁棒性,电流内环前馈解耦控制实现了对逆变器输出电流有功分量和无功分量的解耦控制。仿真结果表明,采用所提控制策略时STATCOM在固定工况和工况发生变动的情况下均表现出了良好的控制性能,满足应用要求。     

电网电压不平衡下链式STATCOM控制方法

针对链式静止同步补偿器(STATCOM)在电网电压不平衡情况下的控制问题,建立了其正序、负序数学模型,详细推导了在电网电压不平衡时正序和负序环境下的非线性解耦控制方程,提出一种不平衡环境下链式STATCOM的反馈线性化滑模控制方法,通过引入精确反馈线性化方法实现正负序完全解耦,为降低滑动模态上的抖动,引入一种新的指数趋近律完成滑模控制器设计,正序电流环控制装置补偿负载所需无功,负序电流环补偿负载不平衡情况下的负序电流。仿真和实验表明,该方法能有效地解决链式STATCOM在不平衡环境下的补偿问题,具有一定的工程参考价值。     

无刷双馈电机反馈线性化控制方法

该文首先给出控制电机电流源供电时无刷双馈电机在转子坐标系下的状态空间模型,经旋转坐标变换得到控制电机同步坐标系下的仿射非线性状态空间模型,分析其静态直流特性。以此为基础应用反馈线性化方法解决无刷双馈电机的解耦控制问题,得到控制电机同步坐标系下的解耦控制方法及其实现的必要条件,给出相关参数的折算方法和测试方法。仿真结果证明该文给出的控制方案的有效性和鲁棒性。     

基于反馈线性化STATCOM控制系统仿真研究

静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)具有非线性、强耦合的特点。针对该设备传统线性控制理论的设计方法难以实现,因此首先分析了系统数学模型,利用反馈线性化方法将STATCOM进行有功电流和无功电流解耦。再根据线性控制理论对线性系统设计控制器,线性系统输入的有功电流给定值由直流侧电压外环产生,无功电流给定值由电网无功功率外环产生。由此可实现对STATCOM直流侧电压与电网侧无功功率进行控制。对比了接入STATCOM装置前后对系统无功功率补偿效果;以及负荷无功发生变化时,无功补偿装置无功控制效果。仿真结果表明,所设计的控制系统对电网无功功率的控制效果比较理想,能够保证负荷消耗无功由无功补偿装置提供。     

单相H桥级联静止同步补偿器反馈线性化解耦控制

单相H桥级联静止同步补偿器（static synchronous compemator,STATCOM）n7以快速补偿电力机车这种单相整流的波动性负荷所需的无功,但静止同步补偿器是一个强耦合、非线性系统,为对有功和无功进行解耦,引入反馈线性化方法,通过坐标变化和状态反馈,获得精确线性化模型,并使有功、无功完全解耦,设计...     

基于非线性PI和解耦双同步坐标系锁相环的研究

为了在电网电压不平衡时提高锁相环锁相的速度和精度,分析了解耦双同步坐标系锁相环(DDSRF-PLL)原理,对解耦的q轴电流比例积分(PI)环节加入变参数的非线性控制方式。此外,为了消除负序电流引起的2次谐波,在解耦消除2次谐波的基础上,加入特定频率点陷波器进行陷波。通过Matlab/Simulink对传统解耦双同步坐标系锁相环和非线性控制锁相环进行仿真,仿真结果验证了所提方法的可行性和有效性。     

大型DFIG风电场的LCC-HVDC并网及控制

针对大型双馈感应发电机(DFIG)风电场的相控换流器高压直流输电(LCC-HVDC)并网,分析了一种新型拓扑结构,其特点为由STATCOM稳定整流侧交流母线电压,为风电场中的DFIG提供定子励磁并保证整流器正常换向;由整流器跟踪风电场发出的有功功率,并将其送至高压直流母线.给出了该系统在同步旋转坐标系下动态数学模型,通过模型分析可知STATCOM具有非线性强耦合特性而整流器具有非仿射非线性特性.根据这2个方面特点,提出了系统控制策略:针对STATCOM模块,采用反馈线性化方法设计了动态解耦矢量控制器,完成整流侧交流母线电压和频率的控制.针对整流器模块,采用逆系统控制方法完成电流内环设计;以STATCOM直流侧电压为风电场与负载功率平衡指示,基于近似功率平衡动态模型完成电压外环的设计.经Matlab/Simulink仿真验证,系统能够顺利完成黑启动,且具有精确的功率跟踪和快速的功率响应能力.     

基于D-STATCOM的串联解耦控制

串联解耦和状态反馈解耦是目前常用的解耦控制方法.在配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)中,由于电流d-q变换后存在耦合,常需要采用解耦控制.针对传统的状态反馈解耦对系统参数的变化较敏感的缺点,采用串联解耦对D-STATCOM进行控制.建立了D-STATCOM同步旋转坐标系下的数学模型,得出其d-q电流之间存在耦合;针对D-STATCOM的数学模型设计了基于串联解耦控制的控制器;为了对比串联解耦和状态反馈解耦的效果,分别推导了当系统参数发生变化时它们的系统传递函数,通过分析传递函数的波特图从控制理论的角度定性地得出串联解耦控制的鲁棒性和动态性能要优于状态反馈解耦控制.仿真结果也表明串联解耦控制具有鲁棒性好、响应速度快的特点.     

基于滑模变结构的STATCOM控制策略仿真研究

在同步旋转坐标系下采用STATCOM(Static Synchronous Compensator,STATCOM)的暂态数学模型,采用基于非线性反馈线性化的逆系统方法,构造出STATCOM的伪线性系统,然后采用滑模变结构控制理论设计出STATCOM的滑模变结构控制器。然后,采用STATCOM对并网风电场的电能质量和稳定性问题进行仿真。结果表明采用该控制策略的STATCOM可很好地改善风电场的电能质量和稳定性。     

基于SBPF的链式STATCOM不对称控制策略

系统电压不平衡时,链式静止同步补偿器（STATCOM）应保持稳定运行,以提高系统功率因数及电压稳定性。但传统功率解耦控制的链式STATCOM在系统电压不平衡条件下,其运行性能会严重恶化。为此,提出一种新的采用星形联接的链式STATCOM的控制策略,将选择性带通滤波器（SBPF）与功率解耦控制相结合,实现链式STATCOM的不平衡控制及快速响应性能。仿真结果显示,所提的控制算法能显著提高链式STATCOM在系统电压不平衡时的运行稳定性及补偿效果。     

基于内模控制的静止同步补偿器研究

静止同步补偿器(STATCOM)的控制策略很多,其中传统的PI控制在工程实际中应用最广泛,但它存在很多缺点,尤其是参数整定较麻烦,为此根据内模控制原理,对STATCOM的电流环采用前馈解耦控制策略,设计了STAT-COM的双闭环内模解耦控制器,设计原理简单,物理概念清晰,容易实现,而且能够达到良好的效果,最后经过实验验证了这种控制方法的良好性。     

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。     

三相电压不平衡下级联STATCOM的控制方法

针对三相电压不平衡下级联静止同步补偿器(STATCOM)的控制问题,分析了级联STATCOM在三相电压不平衡时的工作特性,指出可以通过让级联STATCOM输出负序电压的办法来保证接入点的电压平衡。详细推导了系统在正序和负序环境下的解耦控制方程,提出一种新的正序—负序解耦脉宽调制的控制方法,分析了其两种工作模式:无功功率补偿模式和电压控制模式。级联STATCOM上层采用正序—负序解耦控制;下层采用能量平衡的控制策略保证各模块直流侧电容电压平衡。仿真和实验表明,该方法可以有效地解决级联STATCOM在三相电压不平衡下的安全运行问题,使得其在抵御一定的不平衡电压的同时具有较快的无功功率补偿特性,实现其最大化利用。     

TSC+STATCOM的混合无功补偿装置协调控制策略研究

提出一种由TSC和STATCOM构成的混合无功补偿装置,兼具TSC大容量、低成本和STATCOM准确无功补偿的优点。采用分层控制结构,利用专家系统来推理协调二者运行。对TSC频繁投切的情况,为避免电容器组投入时的涌流,TSC采用预充电技术,并于电网电压峰值时刻投入。考虑到STATCOM的数学模型为一强耦合、非线性系统,采用逆系统方法对其进行线性化解耦,再用变结构理论进行设计。仿真结果表明,在采用所提控制策略下,该混合无功补偿装置具有良好的补偿效果。     

±50kvar静止无功发生器的研制

根据中、低压配电系统或工业负荷补偿的要求,研制了一台±50kvar静止无功发牛器(STATCOM)装置.介绍了该装置的主电路设计,以及基于TMS320F2812型DSP的闭环反馈间接电流控制器的硬件结构和控制系统的软件设计.实验结果表明.±50 kvar STATCOM装置的各项性能指标都达剑了预期目标.     

井下1140V链式静止同步补偿器系统的设计研究

基于链节H桥单元模块,将多电平调制技术应用于链式静止同步补偿器（ STATCOM ）系统中,并对H桥模块关键参数进行分析与设计。同时,结合反馈解耦控制理论与APF控制技术,研究一种适合于煤矿井下无功和谐波综合电流质量补偿系统,对井下电网电能质量进行优化。最后,搭建1140V 链式STATCOM试验平台,实验证明STATCOM装置能够实现无功和谐波的综合补偿,补偿效果较好。     

风电场中静止同步补偿器的输入–输出反馈线性化控制

提出一种风电场中静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)的非线性控制方法,以提高其动态性能。首先给出STATCOM的动态模型,然后应用输入-输出反馈线性化方法得到精确的线性化模型。将STATCOM应用到风电场中,比较加入STATCOM前后的电压变化情况,结果表明,输入-输出反馈线性化方法对STATCOM具有良好的控制性能,同时STATCOM的应用也提高了风电场的电能质量。     

静止补偿器的非线性控制

对于包含基于自换向绝缘双极型晶闸管（IGBT）逆变器的静止补偿器（STATCOM）, 提出了一种非线性控制策略。基于该控制策略,静止补偿器能够保证系统电压稳定在给定值附近,而且在提供无功补偿时具有理想的暂态性能。同时该控制策略具有对主要参数扰动的鲁棒性。仿真和实验结果证实了该控制策略的有效性。