A novel approach of reference current generation for power quality improvement in three-phase, three-wire distribution system using DSTATCOM

This paper presents a novel approach based on an improved instantaneous active and reactive current component theory for generating reference currents for distribution static compensator (DSTATCOM). Three-phase reference current waveforms generated by proposed scheme are tracked by the three-phase voltage source converter in a hysteresis band control scheme. The performance of the DSTATCOM using the proposed control strategy has been evaluated under various source and load conditions. The performance of the proposed control strategy has been evaluated in terms of load balancing, reactive power compensation, compensator rating and harmonic mitigation. A three-phase, three-wire distribution system supplying star connected linear as well as non-linear unbalanced load is considered for simulation study. The detailed simulation results using MATLAB/SIMULINK software are presented to support the feasibility of proposed control strategy.     

配电静止同步补偿器的控制策略仿真

分析了配电静止同步补偿器（DSTATCOM）的工作原理、d-q坐标系中DSTATCOM数学模型、无功功率理论和电流直接控制方法,以及实现无功功率补偿的方式。在对DSTATCOM模型进行了深入分析后,利用Matlab/Simulink软件,采用d-q电流直接控制法,对DSTATCOM进行了仿真分析。     

DSTATCOM在含小水电配电网的应用研究

含小水电配电网的电能质量问题日益突出,现有无功补偿难以解决,提出在含小水电的配电网中应用DSTATCOM的思路。基于Matlab/Simulink仿真平台,建立了含小水电配电网的理想模型及配电网中DSTATCOM控制仿真模型。分别对枯大和丰小两种极端运行方式进行仿真,结果表明,DSTATCOM能有效解决丰水期电压偏高和枯水期电压偏低的问题;DSTATCOM补偿在线路末端对改善节点电压的效果优于补偿在线路中间。     

超高功率电弧炉对电网不利影响的抑制方法研究

超高功率炼钢电弧炉在正常生产时会对电网产生高次谐波、电压波与电压闪变、三相不平衡、功率因数低等不利影响，而且一般超过电能质量涉及剑各项指标国家标准的限制值，对这四种不利影响逐项进行了定性分析，并指出SVC是现阶段抑制其不利影响的实际应用最广、最有效和最经济的措施之一，详细地分析了TCR型SVC装置的主要组成，基本原理和常见的定容计算方法；还结合实际，说明改进电弧炉炼钢工艺、优化电弧炉的没计参数、合理选用供电电源和改进电弧炉供电设备等措施均可以减小电弧炉的不利影响。还对谐波治理与无功综合补偿的新技术-配电用静止补偿器与有源滤波器作了概述，以形成一个对电弧炉进行综合补偿的完整概念，并充分地了解其防护方法和抑制措施及其今后的发展走向，以利新技术的应用与推广。     

基于CPS-SPWM级联型DSTATCOM直流侧稳态分析及电容容量设计

基于四象限双H桥变流器级联型的主电路结构以及CPS-SPWM的调制策略,在建立SPWM-H桥变流器数学模型的基础上,详细分析了对应于三相不对称畸变补偿电流分量(无功、负序及谐波电流)时DSTATCOM各级联功率单元H桥逆变器直流侧电流变化规律,以及基于单位功率因数的H桥整流器直流侧电流变化规律,并据此建立了功率单元直流侧各电流数学模型.结论显示,稳态条件下,直流整流侧电流包含2次交流分量和直流分量irdc-.而直流逆变侧电流不仅包含与无功和负序补偿电流分量对应的2次交流分量,以及等于irdc-对应于整流器与逆变器之间有功功率传递的直流分量,还包含与谐波补偿分量对应的4,6,…偶次交流分量.最后,根据所建立的直流侧电容电压、电流数学模型,结合电容电压控制的稳态和动态性能指标要求,给出了直流电容容量的设计方法.仿真结果表明,基于该主电路拓扑及电容参数设计方法的DSTATCOM,其直流电压稳定、均衡控制简单可靠、动态响应速度快,对非线性、不平衡冲击性负荷的补偿效果较好.     

电弧炉电能质量仿真控制平台

基于实时数字仿真技术和交直流电弧炉现场录波数据建模方法,搭建了配电系统电能质量问题仿真控制平台。通过该平台对电弧炉负荷进行了详细研究,对其产生的电能质量问题进行分析。针对电弧炉负荷所引入的功率冲击、谐波电流、三相严重不平衡等问题,以电能质量综合治理为目标,设计了DSTATCOM控制方案,达到对电弧炉电能质量问题进行补偿的目的,并利用DSP、FPGA等微处理芯片,完成了DSTATCOM物理控制器的硬件设计。通过实时数字仿真平台与DSTATCOM物理控制器的闭环工作,对电弧炉系统补偿后各电量指标进行了对比和分析,验证了所提控制方案的有效性。     

静止同步补偿器在配电网的应用仿真

配电网电能质量问题日益严重,开发和研制能有效提高供电质量的补偿装置是电力系统研究领域的新热点。通过静止同步补偿器在配电网的应用仿真分析配电系统中静止同步补偿器(DSTATCOM)进行无功补偿的意义。通过对其工作原理的分析,用Matlab仿真软件对在配电网上应用STATCOM无功补偿进行仿真。得到了DSTATCOM随电源电压变化的动态响应波形图。DSTATCOM补偿器在配电系统中达到很好的动态补偿效果,推广应用的前景非常广阔。     

DSTATCOM用于减缓电压跌落的双矢量控制器设计

利用叠加原理和等值电路模型,对并联型电压源换流器用于减缓电压跌落进行了理论分析;建立了采用LC滤波器的并联型补偿装置的数学模型,设计了同步旋转坐标系下的双矢量控制器,即外环电压控制器和内环电流控制器;借助PSCAD/EMTDC软件建立了系统的仿真模型,对配电静止同步补偿器(DSTATCOM)用于减缓电压跌落进行了仿真研究。针对不对称电压跌落,利用延迟信号抵消法提取电压和电流的正序及负序分量,采用正序和负序2组比例积分控制器分别对正序分量和负序分量进行闭环反馈控制,实现了对不平衡电压跌落的无静差补偿,并通过仿真分析进行了初步验证。     

改进型级联H桥型DSTATCOM装置n+1冗余容错控制策略

基于单位功率因数四象限H桥整流器的直流电容电压的均衡控制方法,提出了一种应用在级联H桥型DSTATCOM装置中的改进型n+1冗余容错控制策略.该策略采用实时调节故障相中非故障单元直流侧电容电压的方法,来保证装置故障后的正常运行.其主要特点是故障相在故障前后各功率单元的直流侧电压不相同,根据装置运行容量要求在故障后作相应的调整,从而在装置正常工作时,能够有效提高各功率单元的直流侧电压利用率,降低功率器件的开关损耗、du/dt以及故障率.此外,为了保持装置的CPS-SPWM输出电压在故障前后良好的谐波特性,采用调整故障相载波频率的方法,对该相非故障单元的CPS-SPWM脉冲生成时序作了相应的调整.实验结果表明,采用该故障容错控制策略,当装置出现冗余度以内的功率单元故障时,装置能够及时调整故障相输出功率,装置的补偿性能在故障后不受影响.     

基于预测电流控制的配电网无功补偿器

配电网静止无功补偿器(DSTATCOM)是用户电力技术的重要装置之一。DSTATCOM采用预测电流控制的双环控制方法和三电平逆变器的主电路设计。通过试验表明,该装置具有运算速度快、精度高等优点,能够实时、准确、连续快速地对无功进行补偿,可大幅度地抑制电压波动、电压偏差、电压跌落,改善配电网的电能质量,有着广阔的市场前景。