基于多级电压注入式STATCOM装置的性能研究

对一种新型的多级注入式电压源型变流器进行分析和研究。它可以进一步消除谐波,解决可串接开关技术的动态电压平衡问题,大大提高了高功率变流器的运行效率和可靠性。同时它结合了二极管嵌位多级变流器、多级注入式VSC以及软开关的优点。它可以作为一个理想的STATCOM装置使用,在仿真中,使用了EMTDC-PSCAD进行了稳态、动态的详细分析。证实了它能大大减小谐波含量,降低开关损耗。     

系统电压畸变时STATCOM的运动性能研究

基于ＳＴＡＴＣＯＭ的标幺值数学模型,研究了系统电压畸变条件下ＳＴＡＴＣＯＭ的电压电流运行特性,讨论了ＳＴＡＴＣＯＭ谐波电压电流与装置主电路参数的关系,给出了ＬＣ谐波条件,理论分析结果得到了ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ数字仿真以及１０ｋｖａｒ ＳＴＡＴＣＯＭ动模装置实验的双重验证。     

基于多级注入式电流源变换器的STATCOM建模与控制

介绍一种新型的多级注入式电流源变换器,这种变换器主桥实现了零电流切换,消除开关损耗的同时降低了对吸收回路的要求,简化了变换器与交流系统的连接,在换向期间网侧不需要大容量的交流电容。建立了基于多级注入式电流源变换器的STATCOM的数学模型,对STATCOM的非线性数学模型进行局部线性化。通过分析给出了控制策略框图,利用PSCAD/EMTDC对所建模型进行仿真,结果表明,该结构的STATCOM具有良好的动态、稳态特性,并验证了所提出控制策略的可行性。     

STATCOM改善风电场暂态电压稳定性的研究

提出了恒速异步风电机组和静止同步补偿器的数学模型,使用Matlab中的动态仿真工具Simulink建立了静止同步补偿器的控制模型,以包含风电场的单机无穷大电力系统为例进行了仿真计算,验证了静止同步补偿器对风电场暂态电压稳定性的贡献。研究结果表明：风电场发生三相短路的大扰动故障时,静止同步补偿器能够有效帮助恒速异步风电机组在故障后恢复机端电压,从而改善风电场的暂态电压稳定性,确保风电机组连续运行。     

系统电压畸变时STATCOM的运行性能研究

基于STATCOM的标幺值数学模型,研究了系统电压畸变条件下STATCOM的电压电流运行特性,讨论了STATCOM谐波电压电流与装置主电路参数的关系,给出了LC谐振条件。理论分析结果得到了PSCAD/EMTDC数字仿真以及10 kvar STATCOM动模装置实验的双重验证。     

基于级联式电压源逆变器的静止同步补偿器直流电压控制策略

提出了一种基于级联式逆变器的静止同步补偿器直流电容电压控制策略。利用开关函数概念设计电压控制器,克服了非线性物理开关造成的仿真时间过长的问题,同时采用可消除谐波的调制方法将谐波失真控制到最小。仿真实验结果表明:该电压源逆变器的拓扑结构决定了该静止同步补偿器可以在无变压器的情况下运行;采用上述控制策略设计的电压控制器能够在扰动作用下迅速将直流电容电压和负载母线电压调节为稳态值。     

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.     

十一电平链式STATCOM直流电容电压平衡控制研究

直流侧电容电压的不平衡及其控制是链式STATCOM要解决的关键问题。笔者给出了链式STATCOM直流电容稳态数学模型,分析了逆变桥参数对电容电压不平衡的影响,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。结合十一电平STATCOM,提出采用基频开关法投和基频脉冲循环换位法可以有效的保持链式STATCOM直流电容电压的平衡稳定,STATCOM的PSCAD模型及其仿真验证了该方法的可行性和有效性。     

十一电平STATCOM的FFS-SHM控制方法研究

提高STATCOM装置的容量是STATCOM装置主电路设计所要面对和解决的问题。针对十一电平的大容量STATCOM逆变器,采用基频开关法投切电力开关器件,同时采用选定次谐波最小化方法消除低次谐波,可以使STATCOM的开关器件利用率提高,能量损耗小,谐波含量低。仿真实验验证了该方法的有效性和正确性。     

基于平衡算法的链式STATCOM输出性能研究

直流侧电压平衡算法是链式静止同步补偿器(STATCOM)安全可靠运行的前提,然而,引入电压平衡算法使各H桥需采用独立控制,这与传统情况下载波移相调制算法的使用前提存在一定矛盾。通过理论分析了电压平衡算法对H桥级联型装置输出性能的影响.指出级联等效频率以下的整数倍载波频率及其边带谐波无法完全抵消,提出了若干种可行的提高装置输出性能的方案,并以各H桥直流侧采用不同电压值的混合级联法为例,通过实验验证了理论推导的正确性及解决方案的可行性。     

Analysis and performance evaluation of a distribution STATCOM forcompensating voltage fluctuations

Controller design of a STATCOM-based voltage compensator requires a valid analytical model of the system. If phasor algebra is used for modeling, it is difficult to accurately describe the STATCOM behavior during compensation of subcycle transients in the PCC voltage. In this paper, a small-signal model of the system, with a distribution line, is derived. Predictions based on frequency-domain analysis are made, which are validated by experimental results. This model, therefore, can be used for controller design where subcycle voltage transients are to be compensated. It is shown that the voltage controller, so designed, can accomplish voltage sag mitigation. A discussion on the design of DC bus voltage controller-and experimental results showing its performance-is also included     

基于MMC的STATCOM直流侧电压均衡控制的研究

由于MMC特殊的拓扑结构,基于MMC的STATCOM有很多的优点,但这种拓扑也使得电容电压平衡控制成为难点。针对MMC STATCOM直流侧电容电压不平衡问题,通过分析MMC STATCOM的数学模型,基于解耦变换将有功和无功解耦分离,提出通过系统直流电压控制和基于排序的均压控制来平衡其直流侧电容电压的策略。系统直流电压控制用来确定电容电压稳定基准值和有功功率的交换,基于排序的均压策略用来平衡每个桥臂上所有子模块的电容电压。通过Matlab/Simulink仿真表明,该方法可以有效地稳定STATCOM直流侧电压。     

基于不对称分析的高压链式STATCOM的低压穿越控制策略

作为新能源电站的主要无功补偿和电压支撑设备,高压链式静止同步补偿器(STATCOM)也需具备低电压穿越的能力,特别是三相电网电压不对称故障的低压穿越能力。为解决此难题,采用对称分量法分别分析了电网侧和换流链侧,并推导出数学公式,结合该公式提出了一种基于负序电流注入的高压链式STATCOM的低电压穿越控制策略。该策略包含了控制算法和控制逻辑,能够满足三相电网对称以及不对称下的跌落工况。通过仿真和试验,验证了该方法的有效性,并将其应用于工程实践中。     

基于电压冗余状态的链式STATCOM直流侧电容电压平衡控制策略

分析了链式STATCOM电流和开关状态对直流侧电压的影响,当变流器电流I＞0、模块输出电压为正时,直流电容充电,电压升高;当模块输出电压为负时,直流电容放电,电压降低;当电流I＜0时情况相反.在此基础上,提出了一种新的基于交换冗余开关状态的直流侧电压平衡控制策略,将阀组内直流侧电压高的模块的开关状态向直流侧电压降低的开...     

基于STATCOM双馈风电系统低电压穿越能力研究

针对双馈异步风力发电系统,提出应用基于滑模变结构控制策略的STATCOM,提高风电机组低电压穿越能力.研究STATCOM的工作原理,以及滑模变结构控制策略的特点,建立了含STATCOM的双馈风电机组模型.仿真结果显示,应用基于滑模变结构控制策略的STATCOM,在电网电压跌落时,有效抑制了直流母线电压过压,转子电流激增,无功功率大幅振荡的现象,改善了并网电能质量,提高了风电机组低电压穿越能力.     

基于电压空间矢量的STATCOM直接电流控制新方法

为使STATCOM在低开关频率下仍具有较高的补偿精度和较快的响应速度,本文分析了低压STATCOM电压空间矢量调制的基本原理和等效误差电压的约束条件,提出一种改进的双闭环控制策略。电流环采用基于电压空间矢量的双滞环控制方法,滞环外环作用于暂态,以提高STATCOM的补偿精度和响应速度,滞环内环作用于稳态,以降低开关器件的开关频率;主控制器采用对系统参数变化不敏感的内模控制器,进一步提高STATCOM的补偿精度。实验结果表明,该方法在系统稳态时能准确跟踪指令电流的变化,不会造成跟踪松弛,开关频率低;在暂态时,能快速响应系统负载的变化,补偿精度高。     

基于电容电压波动补偿的混合型模块化多电平变换器

为了降低模块化多电平变换器的电容体积,文中提出一种基于电容电压波动补偿混合子模块的模块化多电平变换器。首先,介绍所提混合型模块化多电平变换器的系统结构与减小电容体积的机理,同时对混合子模块的投切原则进行详细分析;然后,通过分析混合子模块内部不同电容的能量波动,给出所有电容的容值设计方法,并与传统的半桥型模块化多电平变换器进行对比;最后,通过仿真与实验验证了所提方案的有效性。结果表明,文中提出的混合型模块化多电平变换器能够以较低的开关器件成本,大幅度提高电容能量利用率,降低模块化多电平变换器子模块电容的体积,实现系统功率密度的提高。     

基于级联多电平的有源滤波器直流侧电压平衡控制

为了减小电网中非线性负载带来的谐波电流对电网质量的影响,针对基于H桥的有源滤波器装置中直流电容电压问题,提出一种新的控制方法。将控制模块分成模块均值电压控制器和直流母线电压控制器两个部分,通过调节每个H桥之间的有功功率交换和有源滤波器同电网间有功功率的交换来实现直流电容电压的平衡控制。利用该方法对八个单元H桥级联的并联型有源滤波装置进行Matlab/Simulink仿真,并基于FPGA+DSP实验平台搭建了三单元H桥级联样机。仿真和实验结果表明,基于级联多电平的有源滤波器直流侧电压平衡控制方法是有效和实用的。     

多级注入式电流源型STATCOM模型和非线性控制策略研究

提出一种特别适合应用在大功率应用场合下的新型电流源型多级注入式STATCOM拓扑结构,巧妙地利用了注入式控制技术、多电平技术和零电平技术能够使主桥开关在基频下工作产生可控的连续交流输出电流,输出高质量的电流波形,同时交流侧不需要连接电容就可以较好解决常规电流源变换器吸收电容难题。推导出多级注入式电流源型STATCOM的数学模型。给出了STATCOM仿射性状态方程采用反馈控制线性化设计控制器方法,设计非线性控制转换为采用线性化状态方程来设计。利用PSCAD/EMTDC对所建立的多级注入式CSC-STATCOM模型进行仿真并给出具体结论。