一种改进的ip-iq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ip-iq运算方式。但是,传统的ip-iq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     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

一种基于自适应滤波器的改进ip-iq无功电流检测方法

针对传统i_p-i_q无功电流检测法,存在响应速度和检测精度之间矛盾的问题,采用变步长最小均方(LMS)自适应滤波器取代传统的低通滤波器,进行无功电流的检测。在该自适应滤波器中引入洛伦兹(Lorentzian)函数进行步长的调节,首先对其步长调节特性进行分析,既而对整体无功电流检测方法进行了MATLAB仿真与DSP实测实验分析,实验结果表明,所采用方法相对于传统i_p-i_q法、以及基于其他变步长自适应滤波器的方法,运算速度快,对于无功电流的检测,动态响应速度快,检测精度高。     

一种改进型ip-iq三相畸变电流检测法的仿真研究

有源电力滤波器是用于对电力系统谐波、无功及负序电流进行动态综合补偿的装置,其中的畸变电流检测电路是决定补偿性能好坏的重要环节.本文首先阐述了基于瞬时无功功率理论的ip-iq法基本原理.在此基础上,提出了一种无锁相环（PLL）的iq-iq畸变电流检测法,可以消除由于PLL而产生的相移偏差.理论分析和MATLAB仿真结果均表明,在三相负载对称或不对称的情况下,改进后的ip-iq法能更准确地检测出三相畸变电流,验证了该方法的有效性和优越性.     

基于瞬时无功功率理论的高次谐波电流检测方法研究

本文首先介绍了传统的ip-iq谐波检测方法原理,经过对其进行分析研究,提出了一种用于高次谐波电流检测的改进ip-iq检测方法。该方法是基于瞬时无功功率理论,在传统ip-iq检测方法中补加上一个负序分量检测环节,实现同时对高次谐波电流的正序分量和负序分量的分解检测,最终实现对高次谐波电流的测取。并使用Matalab软件进行了仿真,结果证明了改进的ip-iq方法对高次谐波电流检测的可靠性及相应的实用特点。     

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。     

基于自适应滤波器的i_p-i_q检测法的补偿方案

基于瞬时无功功率理论的ip-iq检测法在实际中应用广泛,但ip-iq法需要用到锁相环PLL和低通滤波器LPF,这将导致检测得到的谐波电流存在相移偏差和时间延迟.为了提高检测精度,必须对ip-iq检测法导致的偏差和延时进行补偿.因此,提出了基于自适应滤波器的ip-iq检测法的补偿方案并仿真验证了此方案的补偿效果.     

一种改进的ip-iq谐波检测方法及数字低通滤波器的优化设计

有源电力滤波器的工作性能，很大程度上取决于对谐波和无功电流高精度、实时的检测上。针对有源电力滤波器工程应用的需要，该文提出了对ip-iq方法在检测谐波和无功电流应用上的改进，不仅减少了计算量，还能直接应用于三相三线制、三相四线制和单相系统谐波和基波无功电流的检测。针对电网中谐波电流相对基波电流较小的特点，该文进一步提出了采用均值滤波器来改善ButterWorth低通滤波器特性的数字低通滤波器优化设计新方法，使其能更好的适应电网谐波和基波无功电流检测的需要，从而使整个检测系统可以同时获得良好的检测精度和令人满意的动态响应速度。     

改进的谐波和无功电流检测方法

三相电压不对称时,由于A相正序电压与A相电压存在相位差,使传统ip-iq法检测的无功电流有误差,同时低通滤波器的存在使得检测产生延时,因此,文中提出了一种改进的ip-iq无功电流检测法。该改进法利用延时法来快速获取A相电压的正序分量,然后利用正序基波提取器获得电流正序基波信号,省去了滤波器环节。文中利用了Matlab/Simulink仿真软件进行建模仿真,仿真结果表明,该改进法在三相电网电压不对称时能准确、实时地实现谐波和无功电流的检测。     

D-STATCOM一种改进的补偿电流检测法

实时准确地检测出谐波与无功电流是配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)进行良好补偿的前提。针对传统的ip-iq法在电压畸变且不对称时不能准确地检测出补偿指令电流,提出了一种无锁相环并适合于非理想电压下改进的ip-iq检测法。该方法通过正余弦信息提取模块计算基波正序电压的正余弦信息来消除锁相环带来的检测误差,并采用平均值滤波和采样优化处理来减少滤波延时和降低检测中的运算量,进而提高检测精度和响应速度。最后在Matlab/Simulink环境中搭建模型进行仿真分析,并研制了一台容量为20kVA的D-STATCOM实验样机,仿真和实验结果证实了所提方法的有效性与可行性。     

基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测改进方法及其数字低通滤波器的优化设计

针对有源滤波器实际工程的需要,提出一种基于瞬时无功功率理论的改进ip-iq谐波和基波无功电流检测方法,可简化复杂的数学变换,能直接应用于三相三线制、三相四线制和单相系统谐波和基波无功电流的检测.并综合考虑FIR滤波器与IIR滤波器的优缺点,进一步提出均值滤波器与Elliptic滤波器串联滤波的二级滤波新方法.仿真结果表明该方法检测实时性好、精度高、易实现,具有实用价值.     

角形级联型STATCOM不平衡工况下的无功功率控制策略

针对电压不对称工况下级联静止同步补偿器(STATCOM)的无功功率控制问题,提出一种适用于角形级联型STATCOM的柔性无功控制策略,通过改变正序和负序无功功率指令值的比例,能够在电压不对称工况下柔性地调节输出的正序和负序无功功率,改善公共连接点电压。结合应用于常规两电平的柔性无功控制策略与角形STATCOM电流控制指令求解方法,利用相量分解法,推导了电压不对称工况下的零序电流和相电流解析表达式,所提策略利用电压和电流瞬时值实时计算电流指令,具有较好的动态性能,同时根据推导的相电流表达式可以实时限制相电流幅值最大值,在提供无功功率的同时可以确保STATCOM运行在安全范围以内,提高了STATCOM的工程实用性。最后,仿真验证了所提方法的正确性和有效性。     

风电并网系统中无功电源优化配置方案分析

分析了风电场无功电源的优化配置,针对实际运行状况,给出一种基于无功优化理论的静止同步补偿器(STATCOM)控制策略。利用风电场并网系统的无功优化数学模型和非线性原对偶内点法解决非线性规划问题的方法,实现了无功电源STATCOM的优化控制,并通过有功网损/灵敏度分析法确定并网系统的无功补偿点。在电力系统仿真软件DIgSILENT/PowerFactory中对某地区部分风电场并网系统进行无功电源配置。仿真结果表明,STATCOM配置方案对提高并网系统电压稳定性、有功网损和电压偏差有更好的改善作用,控制策略有效、可行。