配电变压器-静止同步补偿器的补偿机理及无源控制技术

研究配电变压器高压侧中间抽头接入静止同步补偿器(STATCOM)的设计方案,对Dyn11联结组变压器中间抽头注入电流对绕组电流分布的影响进行机理分析,验证了从抽头注入电流进行无功补偿的有效性。在此基础上,建立配电变压器-静止同步补偿器(DT-STATCOM)的欧拉-拉格朗日模型(E-L),补偿由变压器传变引起的幅值和相位偏差,得到了网侧有功、无功解耦的无源控制律,并采用阻尼注入方法来改善系统动态性能,实现对配电系统无功的快速补偿。最后,通过仿真与动模实验验证了变压器绕组电流分布理论分析的正确性,以及采用无源控制方法的DT-STATCOM系统具有良好的无功补偿效果和快速的动态跟踪性能。     

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。     

基于配电变压器无功补偿技术的研究

配电网普遍采用的无功补偿方式分为高压集中补偿和低压分散补偿,考虑到两种补偿方式的不足,提出一种基于配电变压器的一体化静止无功补偿(STATCOM)技术。该技术通过将补偿装置接到高压绕组抽头,充分利用配电变压器的富余容量,实现对变压器和负荷的动态无功补偿,并引入虚拟三相对称系统保证检测电流的精度。通过仿真分析,验证一体化STATCOM技术可实现配电网三相不平衡状态下无功功率的动态跟踪补偿,改善变压器输出电能质量。     

配电变压器集成式混合补偿系统

配电变压器作为配电网高低电压等级交汇点,是电能质量控制的关键节点。针对配电网中广泛应用的Dyn连接组配电变压器,文中提出了一种配电变压器集成式混合补偿系统。有源滤波器(APF)和晶闸管可控电抗器(TCR)以及无源滤波支路通过连接抽头接入配电变压器高压侧三角形绕组。采用TCR实现对无功功率的动态补偿,无源滤波支路设计为容性,扩大TCR补偿无功功率范围的同时,滤除TCR以及负载产生的部分谐波电流,进一步减小APF的容量,APF则用来提升无功补偿动态响应速度以及补偿负载和TCR所产生的谐波电流。仿真验证了所提方案的有效性。     

新型配电变一体化静止无功补偿技术研究

针对我国配电网及箱式变电站无功补偿所存在问题,提出了一种融合配电变压器和静止无功补偿单元的一体化无功补偿技术（Distribution Transformer STATCOM,DT-STATCOM）。该技术充分利用配电变压器的富余容量,动态补偿变压器及其负载的无功消耗;通过灵活的接入电压选择, 扩展了补偿单元电力电子器件的选型范围;紧凑的一体化结构也有效降低了补偿装置的体积和成本,提高装置整体效率。介绍了DT-STATCOM的结构形式,并针对该特殊结构,提出了两种跨端口瞬时无功功率(电流)的检测方法。仿真和实验结果表明,DT-STATCOM技术对配电网无功动态补偿和综合电能质量控制有着显著的效果。     

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。     

新型直流输电系统阀侧绕组无功补偿特性分析

提出了一种新的采用新型换流变压器的直流输电系统结构，并相应分析了其拓扑结构的特点，重点论述了新型换流变压器阀侧角接三角形绕组端部引出抽头接辅助滤波兼功补装置时，其所体现出的无功补偿度对新型直流输电系统运行的影响。通过统计不同无功补偿度情形下新型换流变压器换相电抗的变化规律，得到了与之相关的换相角、极对地直流电压及换流器的无功功率特性变化曲线，并相应地分析了采用新型换流变压器的直流输电新系统受阀侧绕组无功补偿度影响的运行特性，验证了采用新型换流变压器的新系统在结构与运行性能上所具有的优越性。     

新型变压器抽头注入式无功补偿系统机理研究

针对传统中压配网直挂式(distribution static synchronous compensator,D-STATCOM)电压应力大、电流应力小的特点,结合配电变低负载率的运行特征,该文提出一种新型变压器绕组抽头注入式D-STATCOM结构,通过自耦连接从变压器抽头注入补偿电流进行无功补偿。通过建立三绕组自耦变压器相量模型,研究抽头注入式无功补偿系统的补偿机理,得到注入电流后绕组电流的分布规律及补偿容量与变压器负载率的约束关系,并给出控制系统的设计方法。通过仿真和动模实验验证理论分析结果,表明绕组注入式无功补偿系统具有良好的补偿效果和快速的动态响应。     

变压器集成级联混合无功补偿设备研究

变压器位于电网枢纽位置,是无功与谐波等不良因素的聚集地。以变压器为补偿节点,提出一种将级联混合无功补偿设备与变压器结合的新型装置。混合无功补偿系统通过DYn11变压器的高压侧三角形绕组抽头与系统相连,向抽头注入无功电流实现电能质量提升;根据无功补偿设备性能特点,在瞬时功率理论基础上,提出将功率分解应用于混合无功补偿系统,将高频功率分配给静止无功发生器(Static Var Generator,SVG)补偿,低频功率分配给新型结构进行补偿;提出一种基于自适应控制算法的控制策略,提升系统鲁棒性。经仿真验证方案的有效性,对级联结构的混合无功补偿系统的发展具有一定参考意义。     

新型直流输电系统故障恢复特性

为了解不同无功补偿方式对交流系统强度的不同影响度,提出了一种自耦补偿与谐波屏蔽的新型换流变压器,其结构特点在于换流变压器阀侧角接三角形绕组端部引出抽头接辅助滤波兼无功补偿装置,有效的将谐波抑制于阀侧并部分的补偿换流器所消耗的无功功率,在此基础上建立了一种新型的直流输电系统。对新系统和目前广泛使用的无功补偿设备在HVDC故障恢复过程中作用的仿真分析结果表明,新型换流变压器能够增强交流系统,故障切除后HVDC可以较快的恢复,提高了输电系统运行的安全稳定性。     

阻抗可控的并联混合型有源电力滤波器

针对高压交流电力系统,提出一种基于阻抗可控的并联混合型有源电力滤波器新原理。通过电力电子变换器的控制,使得并联变压器呈现可控的阻抗。它始终对谐波呈现近似为零的低阻抗,从而输导系统中的谐波电流,流入并联变压器支路;同时对基波呈现连续无级可调的电抗,与无源电力滤波器相结合,实时补偿系统的无功功率。为满足有源电力滤波器大容量的工程需要,并联变压器采用二次侧多补偿绕组的结构。提出一种适合该滤波原理的指令电流运算方法。仿真结果表明此滤波新方案具有良好的谐波抑制和无功功率补偿的性能。     

新型换流变压器在地铁供电中的应用

针对城轨交通供电系统的传统换流站产生的谐波和无功功率由变压器绕组注入交流网侧,既增大变压器制造成本,又产生噪音问题,提出了一种具有内部三角形绕组的自耦补偿与谐波屏蔽换流变压器,它将传统无功补偿装置移至绕组内部且公共绕组的等效短路阻抗为零阻抗设计,使二次侧各种谐波源无法进入高压网络,有效抑制了供电系统中的谐波成分,从而具备自耦补偿和谐波屏蔽功能。对比传统的轴向双分裂式12脉波牵引整流变压器,分析新型换流变压器的谐波电流后计算出了变压器网侧电流特征谐波。新型换流变压器可以进一步减小网侧特征谐波,且解决了传统的轴向双分裂式12脉波牵引整流变压器副边匝比问题。     

DT-STATCOM主电路结构与控制算法

利用变压器的第三绕组作为接入端口,将静止同步补偿器与变压器进行一体化融合,构成一种新的补偿技术(即DT-STATCOM技术)。首先对一体化主电路结构进行了介绍,并以等效电路为基础,结合相量图对系统无功补偿机理以及核心控制参数进行了推导与分析;同时对基于电流内环和电压外环的双闭环解耦控制算法进行了说明;最后对底层脉宽调制技术中采用的开关时间超实时计算方法进行了详细阐述,并对其具体实现方法以及参数的选取范围进行了定量分析。建模仿真与实验分析验证了理论分析的正确性和可行性。     

配电变压器与静止无功补偿器一体化技术研究

针对我国配电网及箱式变电站无功补偿存在的问题,提出一种融合配电变压器和静止无功补偿单元的一体化无功补偿技术,该技术利用配电变压器的富余容量,动态补偿变压器及其负载的无功消耗;通过灵活的接入电压选择,扩展了补偿单元电力电子器件的选型范围;紧凑的一体化结构也有效降低了补偿装置的体积和成本,提高了装置的整体效率。介绍了该技术的结构形式,并针对其结构特殊性,提出了2种跨端口瞬时无功功率（电流）的检测方法。仿真和实验结果表明,该技术对配电网无功动态补偿和综合电能质量控制有着显著的效果。     

配电变压器集成化补偿系统的多目标分析及控制

配电网中广泛使用的配电变压器是电能供给和需求的交汇点,也是无功、谐波、不平衡等不利因素对供电产生影响的集散点。针对配电变压器集成化静止补偿系统(DT-STATCOM)结构,对配电网无功、谐波和不平衡等电能质量问题进行分析,提出了与配电网整体控制相协调的基于动态权重优化的多目标综合控制策略。在研究补偿机理的基础上,分别设计了非线性无源控制电流内环跟踪、基于双旋转坐标系的比例准谐振控制、基于零序电压注入的负载电流不平衡校正方法。实验结果表明所提出的多目标综合控制策略能够有效提高STATCOM的动态响应速度,改善综合补偿效果。     

一种高压大容量有源电力滤波器研究

提出一种新型的基于变压器谐波电流补偿的高压大容量有源电力滤波器。变压器采用副方多补偿绕组结构,原方绕组与谐波负载相并联,副方补偿绕组分别与逆变器相联。实时检测变压器原方绕组的谐波电流,通过逆变器产生与原方绕组谐波电流成比例的谐波补偿电流注入变压器副方多补偿绕组中。当原、副方绕组的谐波电流满足谐波电流补偿条件时,变压器原方绕组对谐波电流呈现近似为零的低阻抗,而对基波电流呈现很大的励磁阻抗,从而输导高压电力系统中的谐波电流流入变压器支路。仿真结果证明了这种滤波新原理的正确性。     

10kV柱上无功自动补偿装置的研制

针对变电站集中补偿和配电变压器低压侧分散补偿存在的不足,提出在10kV配电网中采用柱上无功自动补偿装置．达到提高功率因数、降低线损、改善电压质量的目的。从工程实际出发,确定了总体设计方案和元器件选取原则,设计了专用控制器,研制出10kV柱上无功自动补偿装置。该装置将一次和二次元件集成于户外箱体内．结构简单、性能稳定、成本低廉、安装维护方便。采用电压无功综合控制策略,以电压无功平面内的七区图作为投切判据,避免了投切振荡现象。     

主动配电网中联络变压器和无功补偿装置的多代理控制方法

为了协调控制主动配电网中联络变压器与无功补偿装置,建立了基于多代理技术的全局协调控制模型。多代理技术凭借其灵活的结构和代理自治性,能够较好地将集中式控制与分布式控制结合在一起,建立的区域主导节点决策模型,能够实现电压越限区域电压薄弱节点的动态跟踪。将合同网通信协议和调压优先原则相结合,通过对无功-电压灵敏度指标的竞争,能够实现联络变压器和区域无功补偿元件补偿量计算的时序优化。最后在IEEE33配电系统中进行了仿真,仿真结果表明多代理技术能够协调联络变压器与无功补偿装置进行电压调节。     

带理想变压器的综合负荷模型

直接考虑配电网模型的综合负荷模型(SLM)是正在推广的一种负荷模型,该模型能够较为准确地反映配电网络以及配电网无功补偿的状况.但该模型中并没有考虑配电网中变压器的作用,有可能导致低压母线的电压在部分情况下过低,而使系统不能正常计算.提出在配电网络部分加入一台等值理想变压器,配合无功补偿装置以稳定供电电压,由此建立带理想...