6kV链式STATCOM结构及控制策略研究

提出了6kV链式静止同步补偿器的设计方案。该补偿器采用H桥级联主电路结构和载波相移-正弦脉宽调制方式,交流侧采用前馈解耦控制和适用于大功率静止同步补偿器的谐波分频控制策略,运用三级平衡控制思想解决了直流侧BUS电容电压不平衡问题。仿真结果验证了该STATCOM结构的优越性和控制策略的可行性。     

级联式STATCOM解耦控制策略

在级联式H桥多电平的静止同步补偿器(STATCOM)控制系统中,由于耦合效应,三相总直流侧电压控制和单个电容电压平衡控制之间会产生影响,不利于平衡控制问题的解决。针对该问题推导出解耦的条件,提出在解耦情况下的平衡控制策略。在实现无功补偿的同时,解决各H桥直流电容电压动态的平衡。搭建十三电平级联H桥STATCOM的仿真模型和七电平实验平台,仿真、实验结果说明该控制策略对无功补偿具有良好的补偿性能,且直流侧电容电压在控制范围内稳定波动,验证了控制策略的可行性。     

基于占空比优化的STATCOM预测功率控制策略

将基于占空比优化的预测功率控制（Predictive Power Control,PPC）策略应用于静止同步补偿器（Static Synchronous Compensator,STATCOM）中,来解决传统直接功率控制（Direct Power Control,DPC）策略中存在的功率脉动过大、开关频率不固定等问题。在分析STATCOM基本结构的基础上,结合实际数字处理系统离散运行的特点,推导出STATCOM系统的功率预测方程,并详细地分析了造成系统功率脉动过大现象的本质原因。根据查找表（Look Up Table,LUT）得到消除系统功率误差最优的电压矢量后,采用占空比优化的方式对该电压矢量进行幅值修正,构建了一个使k+1采样点功率跟踪误差最小为目标的占空比求取函数。基于多CPU的控制平台进行了STATCOM系统样机实验,实验结果表明所提PPC策略有效地抑制系统的功率脉动、恒定系统的开关频率,同时其保留了传统DPC策略高动态响应的优异特性。     

用于不对称补偿的STATCOM的解耦控制策略

大容量冲击性负荷对电网造成电能质量危害,使电网电压和电流产生谐波和不对称,危及用户安全,电网中的负序电压还会使常规STATVOM产生过流.论文提出了一种适用于对称或非对称补偿时STATCOM的解耦控制策略,给出了一种对变流链中各直流电容电压实施平衡控制的方法,并通过STATCOM的批量工程应用验证了所提出的控制策略的有效性和实用性.     

星形级联静止无功补偿发生器在三相不平衡工况下的控制方法研究

星形级联静止无功补偿发生器(S V G)在三相电压不平衡工况下若不进行相间功率调节,会造成三相直流侧电压严重失衡,甚至会因过压、欠压而退出运行.为此,文章提出一种电压外环-电流内环的双环控制策略,其内环采用状态反馈解耦PI控制,通过负序电压前馈控制抑制SVG过流;再结合零序电压注入法调节直流电压,实现有功功率在三相间的...     

不对称故障下STATCOM的运行和控制

随着电网负荷日益复杂化,电网常出现不对称故障,而且传统静止同步补偿器(STATCOM)存在参数整定难,计算复杂的缺点,故不能很好地实现无功电流的实时补偿和装置的稳定运行.通过对不对称故障状态下逆变器直流侧电压失稳机理的分析,提出一种基于正负序矢量分别定向控制新策略.该控制策略对不对称电压电流进行矢量分解,并在正负序网络下对各电矢量分别进行定向控制,从而可以有效抑制输出谐波分量,稳定直流电压,并实现动态无功补偿.同时结合能量泄放装置实现STAT℃OM在故障下的不脱网运行.该控制策略简单可靠,具有高鲁棒性,易于实现;仿真和实验结果表明,采用提出的控制方法可以及时穿越不对称故障,并有效补偿系统无功,稳定直流侧电压.     

不平衡电网下光伏逆变器的控制策略研究

针对不平衡电网下常规光伏逆变器的并网电流三相不对称及谐波含量大增的问题,研究了相应的控制策略。首先,从获取电压相位出发,设计了基于二阶广义积分器(Second Order Generalized Integrator,SOGI)的不平衡锁相环,以快速、准确地锁定电网正序分量的幅值和相位,并通过实验加以验证;其次,将抑制网侧负序电流作为控制目标,设计了基于电网负序电压前馈的不平衡电网下光伏逆变器的控制策略,且为减弱直流侧电压波动对并网电流的影响,在电压外环控制器后引入了二倍频陷波器。最后,利用PSCAD/EMTDC搭建出光伏并网系统仿真模型,仿真结果表明了本文理论研究的正确性。     

不平衡工况下三相四桥臂逆变器的控制策略

针对无差拍控制跟踪精度低、抗扰动性差等问题,提出将重复控制与无差拍控制结合,形成嵌入式复合控制结构,改善控制器的稳态精度和对电感参数变化的鲁棒性。根据四桥臂逆变器的数学模型,推导用于电流控制的无差拍算法,并引入重复控制算法。最后,通过仿真和实验验证了策略的有效性。     

基于分数阶PIλ的STATCOM控制策略仿真研究

本文针对静止同步补偿器（Static用电压定向矢量控制方法简化STATCOM数学模型,将有功电流和无功电流解耦。针对电压外环和电流内环分别设计控制器。并采用基于频域响应的设计方法整定分数阶PIλ控制器参数。仿真结果表明,控制性能满足设计要求,验证了所提控制策略的准确性与可行性。     

基于反馈线性化的STATCOM控制研究

利用基尔霍夫定律建立STATCOM开关函数模型,采用反馈线性化解耦控制方法,实现STATCOM非线性系统有功电流和无功电流的解耦,并基于线性控制理论中的极点配置方法为解耦线性化模型设计了控制器;并根据瞬时无功功率理论对负载线路中的无功电流进行动态实时检测,作为STATCOM补偿无功功率的给定,实现对无功变化负载的快速响...     

基于CPS-SPWM调制方式的链式STATCOM研究

针对非线性、冲击性负荷给煤矿电网注入了大量无功功率和谐波的问题,研究了基于CPS-SPWM调制方式的链式静止同步补偿器STATCOM;介绍了链式STATCOM主电路结构;针对链式STATCOM调制方式包括单极性CPS-SPWM和双极性CPS-SPWM两种调制方式,采用Matlab仿真分析了基于H桥基本模块和基于级联H桥的单极性CPS-SPWM调制方式与双极性CPS-SPWM调制方式的差别,结果表明,单极性CPS-SPWM调制方式的波形质量明显好于双极性CPS-SPWM调制方式,链式STATCOM应选用单极性CPS-SPWM调制方式;采用Matlab/Simulink平台对不同调制比下的基于单极性CPS-SPWM调制方式的链式STATCOM进行仿真,结果表明,该链式STATCOM具有输出波形好、谐波低、扩展性强等特点。     

STATCOM无源性控制与PI控制的比较研究

针对新型静止同步发生器(STATCOM)的传统控制方法对电网突发较大扰动不能快速反应调节的情况,建立欧拉-拉格朗日方程模型,并提出了利用无源性控制原理的控制方案。该设计方案没有对系统的非线性结构进行简化,因此具有更好的性能。通过STATCOM的无源性控制器与PI控制器的比较,仿真结果表明该基于无源性控制原理的控制器能够更快、更有效地抑制扰动,使电网在更短时间内保持稳定、恢复正常工作状态。     

非平衡输入状态下矩阵式变换器的双电压控制策略与仿真

本文分析了当输入不对称或不平衡时,矩阵式变换器的双电压瞬时值控制的原理和在该控制策略下输出电压的合成规律,证明该控制策略具有良好的抗干扰性能;并分析了在非平衡状态下,输入电流的畸变及其消谐方法.最后搭建了与实际电路相近的仿真模型,通过仿真分析,验证了理论分析的正确性,为矩阵式变换器进一步应用研究提供了参考.     

不平衡电网电压下柔性直流输电系统控制策略研究

针对不平衡电网电压下柔性直流输电系统直流侧和交流侧产生的谐波及功率波动问题,在建立正负双d-q坐标系下电压源换流器数学模型的基础上,采用基于正负序电网电压分别定向的双dq-PI控制策略,抑制直流侧2次谐波及交流侧有功功率波动;针对传统相序分解慢从而影响控制系统动态性能和带宽的问题,采用一种快速的相序分解方法。仿真结果表明,与传统控制策略相比,双dq-PI控制策略能较好地抑制直流电压及交流电流的波动。     

不平衡电网电压下双馈感应发电机无源控制

本文以抑制电网电压不平衡所带来的定、转子不平衡电流为目标,提出了一种基于无源化方法的双馈感应发电机不平衡控制策略.首先在分析了正转同步旋转坐标系下的双馈感应发电机正序模型及负序模型无源性的基础上,设计了正、负序模型的无源性状态反馈控制器;然后给出了一种期望状态值计算方法,根据不平衡控制目标得到定、转子电流负序分量的指令值,结合定子电压的正序分量和电磁转矩的期望值计算出定、转子电流正序分量的给定值;最后得到电网电压不平衡条件下双馈感应发电机的无源控制器.仿真结果表明:所提出的控制方案有效地抑制了电网电压不平衡故障时定子及转子的不平衡电流,降低了输出电磁转矩的波动,提高了双馈感应发电机系统在电网电压不平衡条件下实现不间断运行的能力.     

基于H桥级联的链式STATCOM仿真研究

本文研究了基于H桥级联的链式的静止同步补偿器(STATCOM),分析了其主电路拓扑、工作原理、调制技术和控制策略。在STATCOM数学模型的基础上分析了功率解耦控制算法;根据能量守恒原理,分析了导致直流侧电容电压不平衡的因素,引入了分层式直流侧电容电压控制算法。最后在MATLAB软件中对控制算法进行了仿真,仿真结果验证了控制策略的可行性。     

一种STATCOM控制器的设计

介绍了静止无功发生器的工作原理及控制方法,提出了一种静止无功发生器控制器的设计方案,给出了该控制器设计过程中需注意的主、分控制器通信问题,显示CPLD收发数据的消抖问题,IGBT上下桥臂的短路问题,程序跑飞问题及相应的解决措施。该控制器基于滞环瞬时比较控制原理,采用主控制器+分控制器的设计方式,且主、分控制器均采用DSP+CPLD的结构,提高了静止无功发生器控制器的运算速度和实时性。     

现场条件约束下的动态诊断策略研究

针对传统的故障诊断策略属于静态的诊断方法,难以在复杂的现场工作环境中应用的问题,在基于准深度优先搜索（QDFS）算法的基础上,提出了一种基于改进的QDFS算法（考虑测试的不确定性）的现场约束条件下的诊断策略生成方法。首先分析工作现场可能存在的条件约束,然后给出条件约束的描述方法,再根据改进的QDFS算法给出生成诊断策略的具体过程,最后用案例对方法进行验证。案例验证结果表明,该方法不仅考虑了不可靠测试的影响,并能在现场约束条件下应用起来,比传统的静态诊断策略更具有适应性和实用性。     

Optimal control strategy of working condition transition for copper flash smelting process

Because there are large state fluctuation of working conditions, excessive energy consumption caused by manual operation in the dynamic transient procedure for copper flash smelting process. Working conditions of copper flash smelting process must be adjusted to the complex and variable copper concentrate feeding to satisfy the smelting performance. Optimal control strategy based adjustment cost for copper flash smelting working condition transition is proposed, which can achieve the expected working condition by following the optimal working condition transition path. The Cauchy–Schwarz inequality-based two-level matching method is developed to set the expected working condition. Then with minimizing adjustment cost and restricting operation domain to optimize smelting performance indicators, the optimal control problem of working condition transition is converted into a multi-constraints optimization problem with two fixed ends. A Legendre pseudospectral-based optimization method is also presented to obtain the path of optimal working condition transition. The simulation results of actual production data collected are given to verify the effectiveness and feasibility of the proposed strategy.