载波移相SPWM开关频率的选取

载波移相正弦脉冲宽度调制(SPWM)应用于高压大容量链式多电平逆变器场合时,若载波频率太低,各载波初相位对输出电压相位影响较大,可能造成链式逆变器各单相桥榆出电压基波初相位存在明显差异,引起电容电压不平衡.推导了载波移相SPWM输出电压的数学表达式,分析了低开关频率下输出电压的谐波特性及其对逆变器运行的影响,提出应选择较高的载波频率.数字仿真和物理实验结果表明.在一相串联桥数大于4时,选择高于300 Hz的载波频率.可保证各桥输出电压初相位差异小于0.5°对电容电压的影响可忽略.     

三角波移相电流控制法及其在STATCOM中的应用

将载波移相正弦脉宽调制（CPS—SPWM）电压控制法中的载波移相方法应用到三角波比较电流控制法中形成一种新的控制方法——三角波移相电流控制法。通过简化模型的simulink仿真结果详细介绍了三角波移相电流控制法的基本原理。通过simulink仿真,论述了三角波移相电流控制法应用于STATCOM的可行性及优越性。对比了采用CPS—SPWM电压控制法和采用三角波移相电流控制法的STATCOM在输出电流和暂态响应上的不同。     

21电平H桥级联STATCOM调制技术仿真研究

H桥级联作为STATCOM主电路拓扑的主要结构,其调制策略是衡量STATCOM输出性能的一个重要指标。通过构建21电平H桥级联主电路结构并搭建载波移相(SPWM)和载波层叠式(SPWM)调制仿真模块。仿真结果表明载波移相调制能平衡各功率单元,但导致开关信号谐波增大;层叠波脉宽调制输出电压谐波低于载波调制,但各功率单元不平衡,易损坏开关器件。针对两种调制策略的优缺点提出了一种新的载波移相层叠波调制策略。仿真验证表明载波移相层叠波SPWM调制策略能够有效平衡功率单元和能降低开关信号的谐波含量。     

基于级联STATCOM的CPS-SPWM脉冲相移技术

载波移相SPWM(CPS-SPWM)技术作为级联H桥静止无功补偿器(STATCOM)最常用的调制方法,对级联H桥STATCOM输出电压精度、实时性等性能有着重要的影响。通过分析对比CPS-SPWM技术的三种脉冲生成方法—自然采样法、对称规则采样法以及不对称规则采样法,提出基于不对称规则采样的CPS-SPWM脉冲相移技术,以解决传统CPS-SPWM技术在级联H桥数较多时DSP控制复杂、FPGA硬件资源不足等问题。与传统CPS-SPWM技术的仿真对比表明,当级联H桥数目较多时,所设计方法能够在保证STATCOM输出特性的基础上,有效减少硬件资源,简化了电路设计,更便于工程应用。     

1140V链式静止同步补偿器关键技术的研究

基于级联H桥逆变器拓扑结构,将载波移相SPWM技术应用于链式静止同步补偿器(STAT-COM)系统中,有效地改善交流侧输出电压特性。同时,在低开关频率下,可以获得较高的输出电压等级,降低自身的电压谐波成分。此外,结合反馈解耦控制理论,重点研究电流环参数的变化对STATCOM系统特性的影响,并搭建低压1140V链式STATCOM试验平台,给出实际应用中最优PI参数控制范围,证实了STATCOM具有调节速度快、补偿效果好等优点。     

载波移相SVPWM在级联STATCOM中运用的研究

在分析载波移相正弦脉宽调制(SPWM)与空间矢量脉宽调制(SVPWM)的基础上,提出载波移相SVPWM算法。通过仿真证明了该算法不仅能实现传统载波移相SPWM的调制效果,且具有直流母线电压利用率高、电流调节能力强等特点。搭建了一套静止同步补偿器(STATCOM)样机,将载波移相SVPWM算法运用至其中,给出了控制策略,现场运行结果表明采用该算法的级联STATCOM具备良好的无功补偿与谐波抑制效果。     

基于改进载波移相SPWM的链式STATCOM电容电压平衡控制策略

介绍了传统载波移相SPWM及脉冲循环换位调制策略,指出了上述方法由于级联H逆变桥的电路参数及损耗差异等因素,无法真正实现链式STATCOM的电容电压平衡。笔者通过对传统载波移相SPWM调制策略进行改进,提出了一种新的链式STATCOM电容电压平衡控制策略,分析了该策略的基本原理与实现过程。通过PSCAD/EMTDC对该控制策略进行了仿真,结果说明,该策略可以很好地实现电容电压的平衡,而且对上层控制、装置的谐波特性不会产生影响。     

多电平调制技术在１０kVSTATCOM 中的应用研究

为了提高10kV 级联 H 桥STATCOM 的输出电压质量,将单极倍频 CPSＧSPWM 调制技术和改进型载波层叠 调制技术进行对比研究.在电压等级为10kV 的STATCOM 中,分析了不同载波频率下,STATCOM 单相输 出电压的谐波畸变率的变化.仿真和试验证明,单极 CPSＧSPWM 相对于改进型载波层叠调制技术,具有波 形质量好、谐波畸变率低和等效开关频率高等优势.     

电网谐波对级联STATCOM运行影响分析及抑制

采用移相载波调制算法的链式静止同步补偿器(STATCOM)每相各链节之间交流输出电压中同频次谐波分量存在相位差,当电网中存在相应频次的电压谐波并使得STATCOM产生谐波电流时,会造成各链节与系统之间交换幅值不同的谐波有功。当STATCOM在低载输出工况时,由于链节直流电压均衡控制策略效果的弱化,使得谐波有功对链节直流电压的影响增大,这时差异化的谐波有功会使得链节间直流电压逐渐发散,并使得设备失稳。这里分析了采用移相载波调制算法的链式STATCOM在系统电压存在谐波情况下各链节谐波有功的差异,指出了链节直流电压均衡策略对此问题的缺陷,提出对应的解决策略,在PSCAD/EMTDC环境中进行了仿真验证,并在实际工程应用中有效解决了相关问题。     

基于MMC拓扑STATCOM综合控制策略研究

针对基于模块化多电平变换器(Modular Multilever Converter,简称MMC)的静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,简称STATCOM)提出了一种综合控制策略。根据MMC-STATCOM在不同工作状态下的性能要求以及最近电平逼近调制(Nearest Level Modulation,简称NLM)和载波移相SPWM(Carrier Phase Shifted SPWM,简称CPS-SPWM)两种控制策略的不同特点,在不同工作阶段分别选择合适的控制策略。基于瞬时无功功率理论,通过在d轴和q轴上分别叠加有功分量和无功分量的方法,在恒频启动阶段采用最近电平逼近调制并在电压外环采用斜坡控制,实现子模块电容电压快速稳定上升,在稳态阶段采用载波移相SPWM的分级控制,实现稳态时系统具有较好的输出性能。最后,综合控制策略进行了实验验证。     

基于载波变频脉冲宽度调制技术的级联型静止同步补偿器

针对当前静止同步补偿器（STATCOM）存在的问题,提出了将载波变频技术脉冲宽度调制VFCB-PWM与级联H桥型多电平变换器相结合的级联型静止同步补偿器,阐述了载波变频技术的工作原理及其具体实现方法。Matlab仿真结果表明,该级联型静止同步补偿系统能在较低开关频率情况下准确、有效地补偿谐波和无功电流,性能良好。     

Research on cascaded multilevel inverter and its application in STATCOM

Because of the broad application of multilevel converters in the high-power area, a cascaded multilevel voltage-source inverter with phase-shifted SPWM (PS-SPWM) switching scheme is proposed as a static synchronous compensator (STATCOM). This can eliminate the bulky and weighty transformers and reduce power loss. In addition, the equivalent carrier frequency can be doubled and the output harmonics will be reduced compared with the STATCOM being put into operation. The operating principle and control methods are analyzed in detail and the feasibility is validated by simulation with MATLAB. __________ Translated from Engineering Journal of Wuhan University, 2005, 38(4): 34–37, 41 (in Chinese)     

静止无功补偿器对电力系统性能改善的综述

随着电力电子技术、微处理技术和控制技术的发展,柔性交流输电系统FACTS(Flexible AC Transmission System)的出现,为电力系统急待解决问题提供了新的手段或策略。静止无功补偿器(SVC)作为FACTS家族的成员之一,对电力系统性能的改善也已取得了可喜的成绩。因此,从静止无功补偿器提高稳态输送容量、提高暂态稳定性、增强系统阻尼抑制低频振荡、缓解次同步谐振、预防电压不稳定或控制电压的波动、改善直流输电系统的性能等六个方面进行综述。     

潮流和最优潮流分析中FACTS控制器的建模

综述了最近FACTS控制器的数学模型在电力系统潮流和最优潮流分析中的新进展.不仅讨论了单换流器FACTS控制器,如静止同步并联补偿器(STATCOM)和静止同步串联补偿器(SSSC);而且也讨论了多换流器FACTS控制器,如统一潮流控制器(UPFC)、相间功率控制器(IPFC)、通用统一潮流控制器(GUPFC)和电压源型直流输电(VSC HVDC).此外还讨论了基于电压源换流器技术的HVDC的数学模型.不仅涵盖FACTS控制器的单相数学模型,而且也涉及FACTS控制器的三相数学模型.此外,还探讨了多换流器FACTS控制器的电流、电压以及功率等不等约束在潮流计算中的数学模型及计算机实现.     

基于PSCAD的风电场低电压穿越无功支撑仿真研究

首先分析风电场低电压穿越(low voltage ride-through,LVRT)能力,然后介绍以双馈感应发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)为主体的风电场模型以及静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)的控制策略。最后将STATCOM和静止无功补偿器(static var compensator,SVC)分别应用到含风电场的无穷大系统中,在电力系统仿真软件PSCAD上搭建模型,并对系统故障状态进行仿真,在此基础上分析STATCOM和SVC的无功补偿特性,并对补偿效果进行比较。仿真结果表明无功补偿装置可以在系统故障后提供无功支撑,提高了风电场的低电压穿越能力,并且STATCOM无功补偿性能较SVC更优。     

基于多目标进化算法的TCSC与SVC控制器协调设计

以可控串补(TCSC)与静止无功补偿器(SVC)两种FACTS装置为研究对象,通过理论分析 指出了TCSC与SVC联合运行时不同控制目标间的矛盾,并通过一多机系统时域仿真实例,介绍 了TCSC与SVC控制器之间存在的交互影响。仿真表明:单独设计且运行良好的SVC与TCSC 控制器,并不能保证两者同时投运工况下控制器的性能。将FACTS功能控制器的协调问题转化 为一多目标优化问题,采用多目标进化算法(MOEA)优化控制器参数,得到一组Pareto优化解集, 时域仿真验证了协调控制器的控制效果良好。     

基于瞬时无功理论的SVC在电弧炉中的应用

针对鞍山某公司交流电弧炉在运行中对电力系统电能质量的影响,提出了一套新型的TCR+FC型静止无功补偿装置(SVC)技术方案.根据对称分量法和瞬时无功功率理论推导出了基于瞬时有功、无功电流的SVC补偿导纳实用算法.最后利用仿真软件CHP对该系统进行了仿真,结果表明该SVC装置能够对电弧炉引起的电能质量问题进行有效治理,且补偿性能良好.     

基于奇异值分解方法的FACTS交互影响分析

针对电力系统中多台灵活交流输电装置(FACTS)控制器之间可能存在的交互影响问题,以可控串联补偿器(TCSC)和静止无功补偿器(SVC)2种FACTS控制器为研究对象,提出了一种基于奇异值分解(SVD)的交互影响分析方法,定量分析了新英格兰10机39节点电力系统中同时装设TCSC和SVC时,2台FACTS装置之间可能存在的交互影响问题及电气参数对交互作用的影响。时域仿真结果验证了所提出的方法的有效性,表明电气距离的改变对TCSC与SVC间的交互作用有着较强的影响,增加电气距离,交互影响变弱,缩短电气距离则会加重两者之间的交互影响。     

静止同步串联补偿器与静止无功补偿器的相互作用分析与协调控制

以同一系统中静止同步串联补偿器(static synchronous series compensator,SSSC)和静止无功补偿器(static var compensator,SVC)的共同作用为研究对象,建立了2者的数学参数模型,推导出控制器之间相互作用的量化关系式。通过控制参数分析和仿真分析得出结论：灵活交流输电(FACTS)装置的控制方式和电气耦合程度对SSSC和SVC的相互作用有很大影响。最后基于直接反馈线性化(DFL)方法设计了SSSC和SVC协调控制器,仿真结果验证了该协调控制策略的有效性。     

SVC与STATCOM联合运行协调控制设计与仿真

针对静止无功补偿器（SVC）装置无法抑制电压闪变的缺点,提出了一种新型SVC与静止同步补偿器（STATCOM）构成的混杂装置以及基于模糊预测的联合运行方案,即利用小容量STATCOM抑制闪变配合大容量SVC补偿无功。对于抑制电压不平衡问题,探索了SVC分相控制的实现方法和效果。对含有混杂装置的单机无穷大系统的仿真结果验证了协调控制策略的有效性以及不平衡控制方法的正确性。