静止补偿器在补偿不对称负荷引起的电压不平衡中的应用

1引言在电力系统中，连接在输电或配电网络的二相之间的单相负荷是相当普遍的，典型的例子有电气机车、大型电焊机和电炉等．而这些不平衡负荷的投运，将在网络中引起不希望有的负荷电压。以下的研究提出了一种平衡单相或三相不对称负荷的方法，并论述了静止补偿器（SVC）在平衡此类负荷，尤其是它们为变负荷时的优点．二、问题提出在电力系统中，与电压不平衡的有关因素，将对电网产生一系列的危害。例如，由于不平衡负荷引起网络损耗的增加，更严重使相电压和大上任的下降和上升。电压不平衡还会增加输电线相导体、电动机以及其它负荷的…     

配电网静止同步补偿器的两种不平衡控制策略

不平衡控制是配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)在实际应用当中必须考虑的问题。为此,提出了电网电压不平衡条件下配电网静止同步补偿器的两种不平衡控制策略,即面向装置的不平衡控制策略和面向系统的不平衡控制策略。面向装置的不平衡控制策略主要用来改善装置的输出性能和保障装置的安全稳定运行,面向系统的不平衡控制策略主要用来改善公共连接点供电电压的不平衡度。给出了两种控制策略的详细设计过程,并给出了在两种不平衡控制策略下的仿真结果。当采用面向装置的不平衡控制策略时,D-STATCOM能有效地抑制因为不平衡电压带来的波形畸变和装置过流问题;当采用面向系统的不平衡控制策略时,D-STATCOM能有效地解决供电电压质量问题。仿真结果表明所提的不平衡控制策略是正确的、可行的。     

配电网静止同步补偿器的不平衡综合控制策略

配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)直流侧电容电压在电网电压不平衡条件下会出现2倍频波动,使得交流输出电压出现负序和3次谐波,严重影响D-STATCOM的运行性能。针对此问题,提出一种综合应用改进开关函数调制法和负序电压前馈控制的方法改善D-STATCOM的运行性能。改进的开关函数法能有效抑制3次谐波电流,改善了D-STATCOM的电压输出性能;负序前馈控制抑制了D-STATCOM因负序电压分量造成的过流,保障了装置的安全可靠运行。仿真和实验结果表明,提出的该方法是行之有效的。     

链式静止同步补偿器直流电压平衡控制

介绍了链式静止同步补偿器直流电压平衡控制方法;分析了有功功率对级联H桥型逆变器直流电压的影响,对比众多直流电压平衡控制技术,提出了分级直流电压控制方法,采用全局直流电压、换流链直流电压以及链节直流电压控制技术,在总体有功需求基础上对换流链以及换流链中各个链节的有功功率进行分配。基于PSCAD开发环境搭建仿真模型进行验证,试验结果表明该方法的可行性和可靠性。     

低压配电网三相不平衡静止同步补偿器优化控制策略

三相不平衡低压电网中有负序、零序分量以及谐波,导致有功和无功功率波动的电能质量问题。采用动态性能好、谐波含量小的DSTATCOM进行补偿优化控制。用αβ0坐标变换方法,将零序分量分离进行单独补偿控制。基于基波中负序电流引起功率2倍频波动,设置2个独立调节的参数,计算不同控制目标下的参考电流,推导统一控制表达式,并采用粒子群算法优化独立参数,同时抑制有功和无功波动。引入比例谐振控制器控制矢量电流交流分量,在达到与PI调节相同效果时,省去繁琐的dq坐标变换计算,简化控制策略,并给出仿真验证。结果表明三相不平衡时,当限制无功波动在10%内时,有功波动相应减弱16%,验证了本文提出控制方法的可行性及有效性。     

配电网静止同步补偿器的无电流传感器电压控制策略

配电静止同步补偿器(D-STATCOM)通过与电网交换无功功率可以有效地改善电压质量.重点论述了D-STATCOM用于维持公共连接点电压恒定且平衡的控制策略.以瞬时功率理论为基础,分析了D-STATCOM系统中的功率交换关系,得到D-STATCOM输出电压正序分量和负序分量与相应输出电流的关系式.提出了D-STATCOM的无电流内环的电压控制策略,省去了电流传感器及相应的信号调理电路.与传统的电压外环/电流内环相比较,该控制策略具有结构简单、容易设计等优点.整个电压控制器采用了正序电压控制器和负序电压控制器相叠加的结构,仿真和实验结果表明,所提电压控制策略在实现公共连接点电压维持恒定的同时能实现三相电压的平衡.     

链式静止同步补偿器子模块电压均衡控制

链式静止同步补偿器(STATCOM)在实际运行中,解决级联H桥功率模块的电容电压平衡是装置安全可靠运行的关键问题。首先对链式STATCOM的基本模型进行分析,阐述其工作的基本原理;然后以补偿H桥功率单元的有功损耗为出发点,通过引入交流平衡因子,提出了一种新型的分离直流母线电容电压均衡控制策略,其无需额外的辅助电路、具有良好的动、稳态性能,并且实现简单。同时,分析了该均压控制策略对系统运行特性的影响。最后,搭建链式STATCOM实验平台,验证了该均压控制策略的有效性。     

不平衡补偿时静止同步补偿器的分相控制

通过分析不平衡补偿时补偿器输出电压与补偿电流的关系,并利用三相三线系统中没有零序电流通道的特点,证明了通过向补偿器三相输出电压中加入零序分量,能够达到使其输出电压幅值相同的目的。基于此原理,提出一种配网静止同步补偿器在不平衡补偿时的分相控制方法。该控制方法以各相无功功率为零作为控制目标,在保持调制比相同的情况下通过调节补偿器各相输出电压相对于系统电压的相角差δ来调节各相的输出电流,实现了补偿器的分相控制。通过分析说明了采用该控制方法的系统达到稳态时,电网电流三相平衡且功率因数为1,达到了无功补偿和负载功率平衡的目的。利用Matlab对分相控制方法进行仿真,仿真结果验证了该控制方法的正确性和有效性。     

TNPC三电平静止同步补偿器不平衡负荷控制策略

负荷不平衡会导致电网损耗增大,关键设备出现过流故障甚至损坏等问题,对此主要研究了T型中点箝位(TNPC)三电平静止同步补偿器(STATCOM)对电网不平衡负荷和无功功率进行综合补偿的方法。首先建立三相三桥臂TNPC STATCOM在两相旋转坐标系下的数学模型,在双闭环控制中加入陷波器实现对负荷正序、负序和零序电流的联合控制,在此基础上完成TNPC拓扑中点平衡控制,保证零序电流控制和中点平衡控制的解耦。最后搭建TNPC静止同步补偿器实验平台,验证了控制策略的有效性。     

用静止同步补偿器抑制配电网电压闪变

近30年来，电力电子装置应用广泛，成为电力系统中最大谐波源。各种开关电源、不间断电源和电压型变频器等对电网谐波污染问题日益突出。电力机车是单相整流负荷，它在消耗电能的同时向供电系统注入大量高次谐波，并产生负序电流。由于电气化铁道容量很大且分布很广，故电力机车也是影响面较大的污染源。     

STATCOM中子模块电容电压均衡控制方法

子模块电压平衡是高压大容量静止同步补偿器(STATCOM)稳定运行的必要条件。简要介绍了STATCOM的拓扑结构和数字模型,详细研究了子模块瞬时功率特性和均压原理,并提出一种实际工程的控制算法。该算法可在子模块内部实现子模块均压控制,仿真结果和实际工程运行结果证明了该算法的有效性。     

级联STATCOM阀组直流侧电压不平衡现象及原因分析

在级联H桥静止同步补偿器（STATCOM）研究实验过程中,发现各相阀组间存在直流侧电压不平衡,且阀组间直流侧电压不平衡度随着补偿电流的增大有增大的趋势。阀组间的直流侧电压平衡,对于级联H桥STATCOM的安全运行以及性能均具有重要意义,但尚未有阀组间直流侧电压不平衡的原因分析。文中通过对系统电压的正负序分解,分析了级联...     

链式STATCOM相内直流电容电压平衡控制方法

在链式H桥变流器拓扑下,给出STATCOM直流侧电容电压稳态数学模型,分析相内直流侧电容电压之间不平衡的原因,重点研究电压内环对直流侧电容电压平衡稳定控制策略,给出不加电压内环与传统加电压内环控制策略。在不影响直流侧平衡的同时,提出一种改进式的电压内环控制新策略,该策略可以提高直流侧电压的稳定性,缩小稳态误差。最后,通过搭建电压6 k V、容量2.8 Mvar链式STATCOM的试验样机,验证该策略的可行性与优越性。     

STATCOM电压控制新方法

针对静止同步补偿器(STATCOM)控制电压时往往需用多个PI调节器,并未考虑三相电压不平衡的不足,提出了一种基于瞬时功率平衡原理的自适应电压控制新方法。先在dq坐标系中利用能量守恒原理推导出逆变器输出电压和输出电流之间的代数关系,从而将参考电流信号直接变换为参考电压信号,省去了传统双环控制中的电流内环PI调节器。然后引入负序电压前馈控制以补偿电网不平衡电压。最后利用每次输出的偏差在线修正瞬时功率平衡原理需要的STATCOM等效电阻和等效电感这两个一般难以精确测量的参数值。仿真分析显示,采用所提出的控制方法后,STATCOM在稳定接入点电压的同时,能有效维持接入点电压三相对称,证明了所提出的控制方法要优于传统的双环控制。     

不平衡工况下级联STATCOM分时段补偿控制

针对不平衡工况下级联静止同步补偿器(STATCOM)的控制问题,分析了级联STATCOM在不平衡工况下的工作特性,推导了正负序环境下的系统解耦控制方程,提出一种新的正负序解耦脉宽调制(PWM)控制方法,分析了该方法下无功补偿和电压控制两种工作模式,并提出分时段补偿的控制方法。仿真和实验表明,利用分时段补偿控制可有效解决级联STATCOM在不平衡工况下的安全运行问题,实现其最大化利用。     

串联型配电网三相电压不平衡补偿器的研究

针对配电网三相电压不平衡问题,提出一种采用串联型电能质量调节器补偿配电网三相电压不平衡控制方法。通过构造辅助瞬时功率,检测出非线性负载下三相电压不平衡配电网公共接入点(PCC)电压基波正序分量;通过接入点实际电压与检测正序电压的差值,得出串联变压器需要补偿的电压参考值;以参考电压为目标,对电压型变流器进行正弦脉冲控制,使串联变压器上产生相应的电压抵消电源中负序、零序分量及谐波电压分量。仿真和实验结果表明该方法能有效补偿配电网三相电压不平衡并消除谐波电压。     

基于神经元自适应PID的STATCOM直接电压控制方法

根据配电网无功功率补偿的工程要求,提出了一种静止同步补偿器(STATCOM)电压控制的新方法--基于神经元自适应PID的直接电压控制.该方法利用瞬时功率平衡的思想,通过简单的代数运算获取电压指令信号,基于该控制方法,STATCOM能够维持公共连接点电压稳定在给定值附近,而且该控制方法具有对主要参数扰动的鲁棒性.仿真和试验结果表明了该控制方法的有效性.     

三相电压不平衡下级联STATCOM的控制方法

针对三相电压不平衡下级联静止同步补偿器(STATCOM)的控制问题,分析了级联STATCOM在三相电压不平衡时的工作特性,指出可以通过让级联STATCOM输出负序电压的办法来保证接入点的电压平衡。详细推导了系统在正序和负序环境下的解耦控制方程,提出一种新的正序—负序解耦脉宽调制的控制方法,分析了其两种工作模式:无功功率补偿模式和电压控制模式。级联STATCOM上层采用正序—负序解耦控制;下层采用能量平衡的控制策略保证各模块直流侧电容电压平衡。仿真和实验表明,该方法可以有效地解决级联STATCOM在三相电压不平衡下的安全运行问题,使得其在抵御一定的不平衡电压的同时具有较快的无功功率补偿特性,实现其最大化利用。     

负荷补偿用静止同步补偿器控制方法的研究

针对低压配电系统或工业负荷的特点,提出一种适用于小功率静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)装置的基于电流直接控制的控制方案,并用MATLAB软件进行了仿真验证。实验采用基于DSP控制的实验平台,设计了50 kvar STATCOM实验系统。将仿真结果和实验结果对比,证明设计的可行性。通过对STATCOM进行的基波无功补偿实验和谐波与基波无功的全补偿实验,证明STATCOM的良好的无功补偿性能。