新型高速铁路电能质量补偿系统及参数设计

针对高速电气化铁路牵引供电系统由于不平衡负荷和整流引起的电网较大负序和谐波电流的电能质量问题,提出一种基于铁路功率调节器（railway static power conditioner,RPC）的新型电能质量补偿系统,详细介绍和分析了该新型补偿装置的拓扑结构和负序补偿原理,并对该新型结构的主电路参数设计方法进行讨论。...     

一种柱上三相四线制不平衡补偿新算法研究

负序和零序电流是柱上三相电流不平衡的主要原因。通过对柱上负序和零序电流的补偿可减轻三相不平衡带来的电网污染,减少电网功率损耗,提升供电质量。在不平衡电流补偿原理基础之上,根据柱上三相四线制特点,提出一种基于i_p-i_q法的改进三相i_p-i_q检测法。该方法实现了对不平衡系统中负序和零序电流的瞬时补偿,补偿实时性和补偿精度均有提高。通过仿真,验证了该算法能够对三相不平衡的负序和零序电流进行快速、精确补偿。     

交流电网电压负序分量影响铁路功率调节器运行特性的机理研究

采用电压源换流器的铁路功率调节器(railway power conditioner, RPC)在交流电网电压平衡下具有抑制交流电网负序电流的作用,然而在交流电网电压不平衡时则不一定能抑制交流电网负序电流。为了揭示交流电网电压负序分量如何影响RPC运行特性及交流电网负序电流的作用机理,首先分析了RPC运行原理并建立了采用功率控制的补偿方案模型。其次,分析了交流电网电压负序分量对V/V变压器副边电压和电流的影响。再次,根据RPC控制过程,逐步揭示了负序分量如何影响RPC补偿特性的机理过程。然后,采用对称分量法,推导了交流电网电流不平衡度的解析表达式并对关键影响因素进行了分析。最后,采用电磁暂态仿真模型,多角度验证所给解析表达式的正确性。     

采用三相不平衡调补策略的配电网负荷试验装置稳态电能质量分析

针对目前诸多三相不平衡调补控制策略和先进算法仅停留于理论推导和计算机仿真验证的问题,搭建了可以模拟各种负荷变化现象的静态无功补偿试验平台,为实地试验和解决生产实际问题提供方便。采用对称分量法进行三相不平衡度的计算,并在该试验平台上对三相不平衡负荷调补控制系统投入三相平衡负荷、三相不平衡负荷、静态无功补偿装置（static var compensator,SVC）和非线性负荷时的电压、电流不平衡度进行分析。应用效果表明：静态无功补偿试验平台能够完成各种负荷变化现象的实时模拟,SVC能有效降低电流不平衡度,所提补偿控制算法可行。     

采用V/v变压器的高速铁路牵引供电系统负序和谐波综合补偿方法

为解决高速铁路牵引供电系统中的负序、谐波电能质量问题,提出采用铁路功率调节器(railway static power conditioner,RPC)进行负序和谐波电流综合治理。RPC包含共用直流侧电容的背靠背形式的两变流器,控制其功率能够实现负序补偿和谐波抑制。分析RPC的基本结构和补偿原理后,提出三相V/v变压器下负序和谐波补偿电流检测方法,为保证RPC直流侧电压稳定和实现负序和谐波补偿,提出RPC直流侧电压和两变流器电流控制策略。最后,进行仿真验证。仿真结果表明,在该文提出的负序和谐波检测方法及控制策略下,RPC具有良好的负序和谐波补偿性能。     

基于正负序分离的无功及负序综合补偿控制策略

为了在不平衡负载情况下实现无功和负序补偿,文章采用基于模块化多电平变换器的静止无功补偿器（MMC-STATCOM）同时进行无功和三相不平衡补偿。以正负序分离控制为核心思想,对传统的双坐标系控制方法进行改进,将正、负序分量分别在dq和αβ坐标系下控制。与传统方法比较降低了结构复杂度,提高了控制灵活性。并在电流直接控制方法的基础上,提出一种双极控制方案。仿真结果验证了文中提出的改进方法和综合补偿控制策略的正确性和有效性。     

新型不对称负荷补偿装置控制研究

针对电力系统不对称负荷日益多样性的状况,将瞬时无功功率理论应用于提高功率因数和补偿三相不平衡的静止无功功率补偿装置（Static Var Compensator）控制之中,提出了一种基于新算法的SVC补偿控制方法。该算法以对称分量法为理论支撑,通过对负荷电流进行基波有功分量和无功分量的解耦,利用分离出的无功电流计算理想补偿导纳,简化了传统的不对称补偿算法。采用Matlab/Simulink对所提出的控制算法进行仿真建模,建立对晶闸管相控电抗器（TCR）并联电容型SVC的控制,仿真结果证明了所提方法的正确性和可行性。     

基于瞬时值的SVC无功及负序补偿算法

无功补偿的难点在于如何补偿三相不平衡以及如何有效地滤除低次谐波,尤其是2次谐波。笔者提出了一种基于瞬时值的SVC无功及负序补偿算法,将补偿网络分为正序和负序,分别用于校正功率因数和补偿三相不平衡。不同于传统的利用向量进行推导的方法,该算法利用瞬时值计算补偿电抗,并给出了对比仿真波形图,与向量计算的方法比较,证明该算法比较简单和方便。     

基于瞬时无功功率理论和模糊控制的新型SVC控制算法

为满足不平衡三相配电网的无功功率实时补偿的要求,设计了一种新型的FC-TCR型静止无功补偿器(SVC)控制系统。该系统采用瞬时无功功率理论来精确检测基波正序和负序电压、电流,并推导出补偿导纳的表达式;SVC的整体控制采用了开环和闭环控制相结合的控制算法,并在闭环控制算法中,提出了基于智能规则的模糊-PI双模调节技术在无功补偿控制系统中的应用方案。该方案结合了模糊控制和PI控制2种方法的优点,根据系统状况改变PI控制器的参数,以达到更好的动态控制效果。仿真研究结果表明,该新型SVC控制系统对于提高功率因数和补偿三相不平衡,具有响应快、精度高的控制效果。     

无功和三相负荷不平衡的序分量法补偿控制

将静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)并入电网来补偿无功功率和配电网三相负荷不平衡。通过对称分量法和叠加原理,对配电网三相负荷不平衡情况下正序、负序等效电路进行分析,提出一种新的正、负序补偿电流叠加补偿控制方法。正序控制环采用δ-θ控制,实现配电网无功功率补偿和保持STATCOM直流侧电压稳定;负序控制环采用φ-θ控制,实现STATCOM补偿三相负荷不平衡产生的负序电流,使电网侧三相负荷保持平衡。仿真和实验结果表明,该方法可以有效地补偿电网无功功率和三相负荷不平衡。