大容量STATCOM主电路结构的分析和比较

针对目前缺乏对大容量静止同步补偿器(STATCOM)主电路结构的深入研究和比较这一现状，基于现有的典型大容量STATCOM，总结了提高装置容量的若干主要措施，构建分析了多种适用于大容量STATCOM的可行的主电路结构。在对各种结构方案进行细致深入的仿真和分析基础上，将它们在可靠性、性能、经济等多方面做了评估比较，对各种主电路结构的异同优劣进行了全面科学的阐述，提出了优选的原则和建议，可作为设计、研制大容量STATCOM主电路的参考。     

链式STATCOM电容电压不平衡现象研究:(一）仿真和试验

由于链式静止同步补偿器(STATCOM)直流电容器各自独立，如何使这些电容器上的电压保持一致，是装置安全可靠运行需要解决的关键问题。而电容电压不平衡机理的研究则是制定电压平衡控制策略的基础。文中通过数字仿真和物理模型试验进行相互比较，研究了各种因素对电容电压分配的影响，指出开关脉冲延时不同、混合型损耗差异以及并联型损耗差异是造成电容电压不平衡的主要原因。其研究结果对于建立链式STATCOM数学模型，从而定量分析电容电压的不平衡程度，进而制定合理的平衡控制策略具有重要意义．     

链式STATCOM电容电压不平衡现象研究:(二)数学模型

电容电压不平衡及其控制是链式静止同步补偿器(STATCOM)安全可靠运行必须解决的关键问题。文中建立了链式STATCOM的数学模型，揭示了电容电压不平衡现象产生的机理，正确描述了逆变桥各参数对电容电压分配的影响。基于PSCAD的仿真验证了模型的正确性。该模型对于电压平衡控制策略的设计具有重要意义。     

基于占空比调节的悬浮电容五电平逆变器的PWM控制

控制悬浮电容电压的平衡是保证悬浮电容多电平逆变器运行安全的关键。提出了以占空比为控制量的闭环PWM控制，其思路是根据单元电压的测量值实时调节相应功率开关的占空比，进而调节悬浮电容的充、放电时间来控制电容电压的平衡。该方法不但能有效抑制因装置电路系统不对称而引起的悬浮电容电压偏移，而且能动态调整由输入电压突变引起的换流单元电压不均衡，在任一运行点处，均能保证功率器件的开关频率均衡，控制执行时间仅约为载波周期的2倍。文中还建立了电流预估计模型，用来估计电流过零点位置，以消除负载电流在控制周期内变号而引起的控制误差。仿真结果验证了所提出的控制方法及算法的有效性。     

混合七电平逆变器的变频PWM控制器

采用一种直接PWM算法，研制了一台基于数字信号处理器(DSP)和现场可编程逻辑阵列(FPGA)的混合七电平变频PWM控制器，并在380V／8kW的样机系统上进行了实验。介绍了该控制器的设计原理与实现：给出了实验结果及分析。实验结果表明，该控制器的设计方案实现简单、调试方便，具有良好的输出特性。     

±50 Mvar链式STATCOM稳态特性研究

根据±50 Mvar链式静止无功补偿器(STATCOM)的实际设计,建立其仿真模型,分析其运行原理和稳态特性,通过PSCAD仿真软件计算得到其各项稳态性能指标满足要求。在传统的STATCOM数学模型基础上,建立了考虑各种损耗的链式STATCOM详细的暂态、稳态数学模型,解释了链式STATCOM稳态运行时的若干非线性现象,利用PSCAD仿真软件对±50 MvarSTATCOM进行稳态仿真研究,验证了上述分析结果的正确性。     

链式STATCOM直流侧电容稳态分析及参数设计

全面分析了链式STATCOM的直流侧电容电压稳态数学模型,同时结合±50Mvar链式STATCOM的设计,计算了该装置的电容电压运行范围、各工况下的波形和电容电压交流分量引起3次谐波电流的大小。根据其数学模型,采用等量配置方法和优化配置方法设计了±50Mvar链式STATCOM的直流电容参数。利用PSCAD仿真软件,对理论结果和仿真结果进行比较,验证了上述数学模型的正确性。     

±50 Mvar链式STATCOM脉冲发生器设计

介绍了用于±50 Mvar链式静止无功发生器(STATCOM)的基频优化脉宽调制(PWM)的脉冲发生器。根据链式逆变器电路结构的特点制定了基频优化PWM方案。脉冲发生器采用数字信号处理器(DSP)加现场可编程逻辑门阵列(FPGA)作为主要的处理器,根据两者各自的特点分配功能,提高了脉冲发生器的总体性能。该脉冲发生器在20 kVA链式STATCOM原理样机中可靠运行,实验结果证明了设计的正确性。     

层叠式悬浮电容逆变器的新型PWM控制方法

采用多电平结构是逆变器实现高电压大容量化的有效途径。层叠式悬浮电容多电平结构可以大大减小电容器的尺寸,并且还具有控制灵活、电平数易扩展等诸多优点,因而倍受青睐,但是该逆变器也存在悬浮电容电压的平衡控制问题。据此本文提出一种新型的PWM方法,该方法不但能够有效控制电容电压的平衡,而且算法计算量小、便于数字化实现,能够保证功率器件的开关频率均衡,利用层叠式五电平逆变器,对该方法的有效性进行了详尽的仿真验证。     

碳基电化学电容器及其研究进展

电化学电容器与常规的电解电容器相比,显著地提高了比能量;而与电池相比,虽然比能量较低,但其比功率却是电池的数量级倍数。用于制造电化学电容器的材料可分为碳基材料、金属氧化物材料和导电聚合物材料。与其他材料相比,碳基电化学电容器是目前已较好商业化的一种。简要介绍了碳基电化学电容器的工作原理、特点及应用,并简要介绍了碳材料的制备和改性。通过改性可以增加表面积和孔隙率,从而提高电容器的比容量。简要评述了电化学电容器用碳材料的研究进展