对称分量法控制的静止无功补偿装置设计

基于矢量变换法控制的无功补偿技术,已用于高电能质量的供电系统。这种方法通过矢量变换来实时补偿三相负荷的无功电流和无功变动量,以抑制电力网的电压波动、三相不平衡和谐波污染,从而提高电能质量。通过分析对称分量法变换原理,以及在TSC TCR混合型静止无功补偿装置中的应用,介绍了采用矢量变换控制的无功补偿装置的设计。     

配网无功补偿及三相负荷不平衡调平装置的研究与应用

功率因数低、三相负荷不平衡是配电网络中的常见问题,导致配电网络的供电质量较差,造成系统产生较大的损耗,使电能利用率降低。为了改善电网质量,提高电能利用率,在电网中加入无功补偿调平装置是常用的方法。目前使用较多、效果较好的是SVC静止型动态无功补偿装置。本文从硬件和软件两方面对SVC无功补偿装置进行了研究,并通过工程应用对其使用效果进行了检验,设备投入后使配网三相负荷不平衡的问题得到解决。     

分相无功补偿装置的研制

为了改善电能质量,研制了一种新型无功补偿装置(SVC),对三相不对称负载的无功功率进行分相补偿,使得电网的无功功率得到大致的平衡。该装置的控制器使用新型ATmega16单片机进行控制,运用了傅里叶快速分解和瞬时无功功率理论[1],采用晶闸管作为开关,循环投切电力电容器组,实现无功补偿,本文对该型无功补偿装置的软硬件基本原理进行了介绍。通过样机运行表明,该装置控制准确灵活、补偿方式安全、效果明显,具有较大的社会效益与经济效益。     

10kV系统混合型静止无功补偿方式的研究

正无功补偿对电网经济稳定运行都有至关重要的作用,针对传统无功补偿装置存在的缺陷,提出了一种混合型静止无功补偿方式。该方式无须直流储能环节,通过交流斩波电路控制电抗器,与可投切电容器组配合。仿真结果表明,混合型补偿系统在不向电网注入低次谐波的情况下,不仅能够对系统无功进行动态连续补偿,还能在一定程度上抑制由无功负荷引起的三相不平衡。在电力系统中,无功补偿能够校正供电系统和负载的功率因数,减少电压和电流的不平衡,改善电网的电能质量[1],因此无功补偿问题一直是国内外学者研究的主要课题[2,3]。随着电力     

采用APF和SVC改善微网电能质量

采用有源滤波器和静止无功补偿装置联合运行的方式来提高孤立运行的微网电能质量,其中有源滤波器接在分布式电源逆变器出口侧,滤除谐波电流,其电流检测采用ip-iq法,跟踪控制采用无差拍控制与空间矢量脉冲宽度调制的方法;静止无功补偿装置,由晶闸管控制的电抗器和晶闸管投切的电容器组成,安装在微网负荷侧,随负荷需求供给无功,维持负荷侧电压稳定,减小系统网损,并提高电能质量。经实验证明了该联合系统对提高微网电能质量是有效的。     

大型电弧炉无功补偿与谐波抑制的综合补偿系统

针对大型电弧炉引起的电压闪变、谐波污染和功率因数低等电能质量问题,提出了一种由静止无功补偿装置与有源滤波器构成的新型综合补偿系统。用静止无功补偿装置快速补偿无功,并通过对其三相不对称控制来改善电网三相不对称和消除负序电流,有源滤波器滤除电弧炉和静止无功补偿装置产生的谐波。通过构造合理的拓扑结构,可使静止无功补偿装置与有源滤波器互不影响,从而实现对其分散控制。将该系统投入实际运行,对比分析了系统投入前后的波形和数据,证明了该综合补偿系统对改善电网电能质量的有效性和可行性。     

基于3D-SVPWM的不平衡负载无功补偿控制技术研究

空间矢量脉宽调制(SVPWM)具有减少谐波、改善波形、提高电压利用率等优点,因此在无功补偿控制中得到了广泛应用。此处对三维(3D)SVPWM技术的实现进行了详细介绍,提出了利用Matlab Function函数模块构建无功补偿装置四桥臂脉冲的控制方法。通过对三相四线制无功补偿装置应用中的仿真分析和实验,验证了该方法的正确性和可行性。     

动态无功补偿装置的研制

文中阐述了负荷大小和分布、三相负荷平衡程度及负荷变化情况是决定合理无功补偿方式的主要依据,列举了已研制出或正在研制的几种动态无功补偿装置,叙述了各种补偿装置的共同特征,提出了达到节能充分 、提高电能质量和保证使用寿命的有效措施。     

点焊机三相不平衡负荷的静止无功补偿

为了提高对三相不平衡负荷电能质量问题的有效治理,介绍了基于同步对称分量法的不平衡负荷的补偿方法,并研究了具有分相补偿能力的静止无功补偿装置(SVC)。通过对汽车工业点焊机负荷的实测数据介绍了三相不平衡负荷的电能质量问题,并针对点焊机的不平衡补偿进行了动态模拟试验。试验结果表明,设计的不平衡负荷补偿装置不仅具有较好的动态跟踪性能,且具有良好的补偿效果,值得在实际工程应用中推广。     

电力市场环境下的配电网中无功补偿方法的比较分析

电力系统无功补偿与无功功率平衡是保证电网的电能质量的基本条件,有效地控制和合理地无功补偿,不仅能保证电压质量,而且提高了电力系统运行的稳定性与安全性,降低电能损耗,充分发挥经济效益。通过对配电系统的无功补偿方案进行比较分析,得出了电力市场的条件下,各种无功补偿方法的优缺点。     

Management of reactive power sharing & power quality improvement with SRF-PAC based UPQC under unbalanced source voltage condition

This paper is proposed to establish a new control algorithm for UPQC (unified power quality conditioner) to improve power quality and manage effectively equal reactive power sharing between shunt and series inverter of UPQC under unbalanced source voltage condition. The extraction of instantaneous power angle for reactive power sharing faces difficulty with unbalanced source voltage condition. This paper presents a new SRF (synchronous reference frame) based PAC (power angle control) method using decoupled load current parameters for efficient utilization and coordination of UPQC inverters. The proposed controller contributes in improvement of source current and load voltage harmonic profile, provides efficient way of load reactive power compensation and load voltage compensation for sag, swell and unbalanced condition. Effect of source voltage variations in the form of sag, swell or unbalancing on variable power angle estimation and reactive power calculations are also validated through a mathematical analysis. SRF based PAC control approach and PAC based UVT (unit vector template) control approach is adapted for estimating the reference signals of shunt and series inverter respectively and thus reducing the need of extra computation. The simulation and experimental analysis is carried out using Matlab/Simulink software package for computer simulation and a dSPACE based experimental setup for real time verifications.     

永磁同步电机直接功率控制基本原理

在对永磁同步电机有功功率和无功功率与系统稳定运行所需转矩和磁链之间的内在关系进行分析的基础上,提出了永磁同步电机基于开关表的直接功率控制新方法.该方法通过计算瞬时有功功率和瞬时无功功率的两个滞环输出,并根据定子磁链所在的扇区,从瞬时功率开关表中查询出合适的开关电压矢量进行输出,从而对瞬时功率进行直接控制.本文以无功功率等于零为控制目标,即需把无功功率控制在零附近很小的范围内波动,使得在电机输出同样有功功率的条件下,提高了电机的功率因数,使无功功率降到最小,达到了节能的目的.仿真和实验结果证明了该控制方案的有效性和正确性,该方法在节能电机驱动系统中有着广阔的应用前景.     

三相电压不对称时广义谐波电流的一种新的检测方法

利用瞬时无功功率理论进行三相电压不对称谐波电流检测时会出现较大的误差,对此将扇合矢量表示法推广应用于三相不对称系统。提出了一种新的扇合变换向量,使三相系统归一化为单相系统,从而简化了三相系统基波有功分量的提取,即使在电网电压不对称时仍能准确有效检测出谐波电流。接着提出并证明了DFT的基相量循环移位性质,根据该性质得到了从三相电流扇合矢量中提取基波有功分量的递推算法,大大减少了计算量,提高了检测实时性。仿真分析对该方法的正确性和可行性进行了证明。     

基于矩阵变换器的UPFC简化调制模型预测控制

基于直接矩阵变换器的统一潮流控制器（DMC-UPFC）减小了体积和成本,没有储能电容损坏的风险,提高了系统的可靠性。为了提高DMC-UPFC在使用模型预测控制（MPC）时的输出电能质量,根据矢量合成原理和空间矢量调制策略提出简化调制模型预测控制（SMMPC）,简化了空间矢量的选择,同时解决了开关周期不固定的问题。根据扩展功率理论推导出不平衡工况下无需正负序分离的有功功率补偿（APC）策略保持有功功率稳定。仿真和实验结果表明,DMC-UPFC可实现线路潮流控制和无功补偿,SMMPC响应速度快,与MPC相比,SMMPC有着固定的开关周期,无需很高的采样频率也可以输出较高质量的波形,结合APC策略可以提高电网不平衡工况下的潮流控制性能。     

光伏并网发电系统的低电压穿越控制策略

为提高光伏并网发电系统的低电压穿越能力,提出一种基于电压定向矢量控制的低电压穿越(Low Voltage Ride-Through,LVRT)控制策略。该策略对光伏逆变器进行电压定向矢量控制,实现有功和无功功率解耦,在电网电压跌落期间,采用直流卸荷电路稳定直流侧电压,根据电压的跌落深度补偿一定的无功功率以支撑电压恢复。通过PSCAD/EMTDC软件对采取LVRT控制策略前后的各电气量进行比较分析,结果表明,采用该策略光伏发电系统可以在电压跌落时保持并网运行,并补偿一定的无功功率以恢复并网点电压,实现低电压穿越。     

基于瞬时无功理论的并联型有源滤波器恒功率控制

根据瞬时功率理论,研究了并联型有源滤波器的工作机制,通过实现逆变器有功功率和无功功率的解耦,提出了并联型有源滤波器恒功率控制策略。该控制策略通过分离出待补偿的功率分量,然后计算出其与逆变器实际功率的误差,根据误差生成逆变器参考电压,采用空间矢量调制算法对功率进出补偿,实现系统的恒功率控制。该策略可以有效抑制系统交流侧谐波电流,补偿无功功率,稳定输出的有功功率,改善系统稳态性能。最后,通过Maflab/Simulink对该控制策略进行仿真验证,结果证明了该策略的正确性和有效性。     

基于瞬时无功功率的改进型谐波电流检测法

为了改善传统的有源电力滤波器(APF)的快速检测和实时补偿性能,提出了一种基于瞬时无功功率理论的改进型ip、iq检测法。该方法通过建模和分析,用简单的积分、延时和增益环节代替传统的低通滤波器,将检测方法总延时从1个电源周期减少到1/6个电源周期。该方法还可推广应用到单相电路、三相四线制和三相不平衡负载等场合。运用MATLAB软件进行仿真的结果表明:该方法在电网电压对称有畸变或对称无畸变时都能跟踪谐波,准确检测出谐波和无功电流,并可将每个电源周期的检测方法总延时从0.02s减少到约0.0033s,从而验证了该方法满足电力系统中APF的实时测量要求。     

0．4kV可控硅动态无功补偿装置的应用

在电力系统运行中,为减少能量损耗,提高供电设备利用率,需要采用无功功率补偿。介绍江苏金坛地区在中频炉、电弧炉客户中,电焊企业、商业、居民用户试用SVC可控硅动态无功补偿装置,构成低压动态无功补偿,提高功率因数,降低线路损耗,提高电能质量,节电效果明显。