三电平SPQC统一拓扑与中点电位振荡抑制策略

三电平并联型电能质量调节器(shunt power quality controller,SPQC)可集中治理三相四线制配电系统中多种由谐波电流引发的电能质量问题.三桥臂与四桥臂二极管中点箝位(neutral point clamped,NPC)拓扑作为主流方案得到了广泛应用,但缺乏不同场景下合理选择的结论.提出一种统一拓扑,可用于指导不同拓扑的参数优化,并实现补偿性能的定量比较.三电平结构固有的中点电位振荡问题严重影响装置的硬件安全与补偿效果,对不同分立拓扑分别改进脉宽调制(pulse width modulation,PWM)策略,在每个开关周期时间尺度内最大限度抑制中性点电位振荡,替代了传统控制策略的附加均压环.最后,仿真验证了理论结果与改进策略的有效性.     

未来的用户电力技术

信息电力概念的提出凸显了供电质量对未来信息社会的重要性,而如何保证社会可持续发展的能源供应和如何提高越来越庞大的现代电力系统的运行安全性、可靠性则是当今电力工业面临的新挑战。本文介绍的用于提高供电质量的动态电能质量调节技术、用于提高电能利用率及利用新能源的电能变换技术和用于提高系统反事故能力的固态开关技术等三类用户电力技术将为解决以上问题提供有效途径,文中分析了各技术产生的背景,并展望了这几种用户电力技术在我国的发展前景。     

修正矢量磁位边值问题的新表达式

根据时谐形式的麦克斯韦方程组，导出了均匀媒质中修正矢量磁位Ａ￣＊的散度表达式。在此基础上，建立了非齐次亥姆霍兹方程的Ａ￣＊边值问题，并证明了Ａ￣＊解答的唯一性，最后以有显式解的涡流场为例验证了本文建立的边值问题的正确性。     

动态电压恢复器的能量稳定控制

针对动态电压恢复器(DynamicVoltageRestorer,DVR)提出了一种能量稳定控制策略,该策略综合了已有的负荷电压固定补偿,同相电压补偿和最小能量补偿三种负荷电压控制策略的优点而避免了各自的缺点,在实现DVR补偿目标的同时,优化了DVR与系统的能量交换过程,减少了所需要的设备容量并增加了有效补偿时间,提高了经济性和可靠性。采用该控制策略的DVR不需要整流充电单元也能够在发生电压跌落或电压上升后的较短时间内恢复其直流储能单元的能量,同时避免了系统电压上升时,DVR吸收能量导致直流侧过电压带来的安全威胁。最后用仿真试验验证了该控制策略的实用性和有效性。     

基于STATCOM的风电场SSCI附加阻尼抑制策略

针对双馈型风力发电机经含固定串补的线路接入系统后发生的次同步控制互作用(SSCI)现象,文中提出一种基于静止同步补偿器(STATCOM)的附加阻尼控制器(SDC),推导了计及SDC时STATCOM的导纳模型,分析了其等效导纳的特点。结果表明,SDC增大了STATCOM在谐振频率处的等效导纳,使得STATCOM能够吸收系统中的振荡能量,增加了系统的阻尼。研究了SDC参数对阻尼特性的影响,包括移相角和比例增益,同时,给出了SDC反馈信号和STATCOM安装位置优化、选择的方案。理论分析和PSCAD/EMTDC仿真验证表明,基于STATCOM的SDC可以有效地抑制次同步控制相互作用,提高系统的稳定裕量。     

LCL滤波器的新型有源阻尼控制

针对光伏并网变换器所采用的LCL滤波器,首先分析了其采用三种无源阻尼方案时的频率特性。然后,根据串并联混合型无源阻尼方案系统传递函数框图变换,提出了一种采用电容电流PI反馈的新型有源阻尼控制方案。随后,利用阻抗模型研究了串联电阻无源阻尼方案、电容电流比例反馈有源阻尼方案和电容电流PI反馈有源阻尼方案对逆变器特性的影响。结果表明,电容电流PI反馈方案可以有效地增加LCL滤波器谐振频率处的阻尼,同时也增加了控制的自由度。最后,特征值分析表明新方案具有更大的控制参数稳定域,并利用PSCAD进行了仿真验证。新型有源阻尼方案不仅能够有效抑制LCL滤波器的振荡,而且与传统方案相比性能更佳,具有良好的工程实践价值。     

三相三线制模块化多电平换流器的对称稳态分析及解耦控制

通过对三相三线制模块化多电平换流器(MMC)进行数学建模,得到其网侧电流、环流、直流侧中点电位3个关键电气参量与桥臂电压不同分量之间的对应关系,并在对称稳态下分析了上述电气量所包含的谐波特征分量,提出了MMC网侧电流、环流交流分量和直流侧中点电位的解耦控制方法。仿真结果表明,提出的控制方法简单有效,可实现对网侧电流、环流交流分量和直流侧中点电位的解耦控制;各桥臂电气量保持对称,MMC可保持长期平稳运行。     

中国柔性交流输电技术(FACTS)研究概况

首先简述了柔性交流输电技术(FACTS)的必要性以及中国目前的研究概况,详细介绍中国首台由清华大学研制出的20MVA STATCOM,最后说明了FACTS技术的发展方向.     

基于激磁涌流抑制的动态电压调节器控制策略

为解决动态电压调节器(DVR)研制中的一类关键问题--耦合变压器激磁涌流问题,对DVR的控制策略进行了研究.首先分析了滤波环节位于DVR装置侧时,已有激磁涌流抑制方法将在滤波电容中产生瞬态过电流的问题;继而讨论了传统双闭环控制策略中恒定比例系数无法满足瞬态、稳态双重需求的局限性;据此提出了闭环比例系数由瞬态向稳态衰减过渡的新型变参数控制策略.该策略在避免了激磁涌流的基础上,限制了逆变器与滤波电容间的瞬态过流,优化了逆变器和变压器的工作状态,增强了DVR的补偿效果.最后,利用仿真实验对该策略的实用性和有效性进行了验证.     

基于参考电压分解的新型多电平逆变器空间矢量调制方法

提出了一种新的多电平逆变器的参考电压分解理论 ,将参考电压矢量分解成为基矢量和二电平矢量。针对目前多电平空间矢量调制方法计算十分复杂的问题 ,提出了一种新型的基于参考电压矢量分解理论的多电平逆变器空间矢量调制方法。该方法只需要将参考电压的二电平矢量用二电平的空间矢量调制方法合成 ,这样 ,多电平的空间矢量调制问题被简化成二电平的空间矢量调制问题 ,计算过程十分简单和快速。另外 ,通过归纳的多电平空间矢量的分布规律可以快速地找出所有的冗余开关状态 ,以便优化输出开关状态组合。提出的方法在理论上适用于任何电平数目 ,仿真结果验证了它的有效性。