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。     

STATCOM在系统不对称下的开关函数分析法

基于多重化逆变器ＳＴＡＴＣＯＭ的等效开关传递函数,详细分析和解释了ＳＴＡＴＣＯＭ在系统不对称条件下的运行特点以及出现这种特点的原因,同时分析了装置参数对ＳＴＡＴＣＯＭ的性能影响。分析结果与利用ＳＴＡＴＣＯＭ在系统不对称下的数学模型分析的结论完全相同,且得到了仿真和实验结果的验证。这表明开关传递函数分析方法是一种简单、直观、物理概念清晰的有效方法。     

新型同步补偿器直流侧储能电容值的选取方法

以新型同步补偿器ＳＴＡＴＣＯＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｓｙｎｃｈｒｏｈｏｕｓ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ）在系统不对称情况下的数学模型为基础,详细分析了在系统不对称条件下直流侧储能电容器容量对ＳＴＡＴＣＯＭ性能的影响。根据理论分析结果,给出了直流侧储能电容器容量的选取原则。按该原则设计的ＳＴＡＴＣＯＭ,不但满足系统正常条件下的运行,而且还能大大提高ＳＴＡＴＣＯＭ在系统不对称条件下的生存能力。通过计算机仿真和动     

STATCOM提高系统暂态稳定及阻尼的动模实验研究

介绍了在清华大学±１０ｋｖａｒｓｔａｔｉｃ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ（ＳＴＡＴＣＯＭ） 动模装置上最新的实验结果。在系统发生故障时,ＳＴＡＴＣＯＭ 如何向系统贡献力量是本文主要研究的问题。从系统解列固然可以保护ＳＴＡＴＣＯＭ 自身安全,但却由于太长的恢复时间而丧失了其在系统最需要电压支持时可以快速吞吐无功的优点,并介绍了ＳＴＡＴＣＯＭ 在异常工况下脉冲封锁、快速恢复技术的动模实验结果。在该技术的基础上,还报道了ＳＴＡＴＣＯＭ 用以提高系统暂态稳定和增强系统阻尼的动模实验结果,证明了ＳＴＡＴＣＯＭ 可提高输电系统传输容量极限,实验还验证了ＳＴＡＴＣＯＭ 电压控制与阻尼控制之间的矛盾     

STATCOM应用于2010年华中电网的初步研究

随着三峡电站投入运行,２０１０年时华中电网的暂态电压稳定问题越发严重。文中利用清华大学提供的静止补偿器（ＳＴＡＴＣＯＭ）的数学模型,并采用中国电力科学研究院的电力系统综合分析程序,对ＳＴＡＴＣＯＭ接入华中电网进行了技术可行性仿真研究。所得结论为ＳＴＡＴＣＯＭ在中国的产业化提供了可行性参考。     

STATCOM电压控制系统性能分析

电压反馈控制是ＳＴＡＴＣＯＭ（静止同步补偿器）控制器中必不可少的核心环节之一。论文从理论分析、数字仿真、动模实验３个方面对影响ＳＴＡＴＣＯＭ电压控制器性能的因素进行了分析。这些因素包括ＳＴＡＴＣＯＭ安装点的短路阻抗、系统抗的动态特性、ＳＴＡＴＣＯＭ运行点、脉冲发生器的同步锁相技术和系统负荷等。还分析了ＳＴＡＴＣＯＭ电流控制的稳定问题。并指出动态增益是决定控制器稳定性的关键参数,给出了工程实用中提高     

统一潮流控制器电磁暂态过程数字仿真的初步研究

首先对ＵＰＦＣ并联部分ＳＴＡＴＣＯＭ的电磁暂态特性进行了详细的仿真。采用ＧＴＯ结构的逆变器,构造了两种类型的ＳＴＡＴＣＯＭ产暂态模型。在ＳＴＡＴＣＯＭ仿真的基础上,进行了ＵＰＦＣ一些电磁暂态特性的仿真。仿真采用了常规的ＰＩＤ控制方法,适当选取了ＰＩＤ参数,能够使设备表现出良好的性能。仿真结果表明,,ＰＵＦＣ能够对系统的潮流和电压进行有效的控制。仿真工作晃应用ＥＭＴＰ进行的。     

脉冲封锁保护方式在静止无功发生器中的应用

静止无功发生器（ＳＴＡＴＣＯＭ）装置设计中的一个关键问题是保护系统的设计。脉冲封锁保护方式可使装置在经受瞬时扰动或故障后迅速投入使用,不必经历缓慢的启动并网过程。文中以国内第１台±３００ｋｖａｒＳＴＡＴＣＯＭ工业样机为例,分析了变压器磁路不饱和与饱和两种情况下脉冲封锁引起直流侧过电压的机理。引入的抑制直流侧过电压的附加电路已成功运用于±３００ｋｖａｒＳＴＡＴＣＯＭ。现场测试结果表明了分析的正确性及抑制过电压的有效性。     

基于规则的STATCOM的控制器设计

了ＳＴＡＴ驿发电机同步及阻尼力矩系数的影响,指出并解释了在某些系统参数及运行条件下固定控制参数的ＳＴＡＴＣＯＭ可能向系统提供零阻尼或负阻尼的现象,分析了ＳＴＡＴＣＯＭ电压控制与阻尼控制之间的矛盾。在理论分析的基础上,了基于规则的协调控制器,数字仿真结果表明该控制方法可在所有的运行条件下有效地提高系统稳定性。这是固定参数控制所无法做到的。     

静止同步补偿器多目标协调控制器的设计

指出了在ＳＴＡＴＣＯＭ（ＳｔａｔｉｃＳｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＣｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ,静止同步补偿器）控制器设计过程中面临的多控制目标协调问题。除了快速的电压支撑功能以外,ＳＴＡＴＣＯＭ在电力系统中还应该起到提高暂态稳定极限,阻尼功率振荡等作用。本文从理论分析和数字仿真两方面分析了这些控制目标的矛盾并指出了在各种状态下ＳＴＡＴＣＯＭ控制器设计的原则,即根据当前时刻系统的状态确定主要的控制目标。在不严重损害其它目标的实现的前提下尽可能提高该控制目标要求的性能。本文根据这些原则设计了ＳＴＡＴＣＯＭ的协调控制器。数字仿真表明该方法可取得满意的控制效果。     

Harmonic resonance phenomena in STATCOM and relationship toparameters selection of passive components

As an important element of the STATCOM, the passive component plays an indispensable role in the process of active and reactive energy storage and exchange. However the coupling of the AC inductance and DC capacitance may lead to harmonic resonance. In order to investigate its influence on STATCOM performance, a simplified per unit model of STATCOM is developed in this paper. The relationship of the resonant frequency and the magnitudes of resonant AC current and DC voltage to the parameters of passive elements are derived. The good agreements between the analysis and the experimental results show that the model proposed here can be used in the selection of the passive parameters in the design of an actual STATCOM     

链式STATCOM的数学模型

数学模型的研究对于装置性能的研究、主电路参数设计和控制系统设计具有重要意义。该文通过傅立叶分解的方法，建立了链式STATCOM的数学模型。该模型正确反映了暂态过程中，基波电流有功分量、基波电流无功分量和电容电压平均值的变化规律。基于PSCAD的仿真验证了模型的正确性。该文还基于该模型讨论了链式STATCOM开环响应时间常数与主电路参数之间的关系。     

用于风电场无功补偿的STATCOM动态特性分析

建立了包含风力机和异步感应发电机在内的风电机组的整体动态数学模型;以建立的数学模型为基础确立了接入无穷大系统的风电场仿真模型。给出了一种新型的基于直流侧电容电压控制和系统无功电流反馈控制的算法对静止无功补偿器(STATCOM)实行控制,以渐变、随机和阵风这3种风速情况为例对STATCOM的补偿特性进行了仿真分析,并将其补偿效果与晶闸管投切电容器(TSC)进行了比较。仿真结果表明,与TSC相比,STATCOM在补偿过程中能迅速稳定地跟踪无功的变化,并且补偿时无明显的冲击电压和电流。     

链式静止同步补偿器电流控制策略

在链式静止同步补偿器(static synchronous compen-sator,STATCOM)小信号交流模型的基础上,提出简化的STATCOM电流控制闭环系统;分别对典型Ⅰ型、典型Ⅱ型控制系统的电流调节器进行参数优化及比较,分析表明,对于电流阶跃响应,系统处于线性控制状态时超调量相对百分比不变,处于限幅非线性状态时超调量绝对值不变;采用比例调节器的典型I型系统稳态精度稍差,但动态控制精度较高,适合用于链式STATCOM工程装置;在a-b-c坐标系下仿真表明,应用优化设计的典型Ⅰ型系统控制参数,链式STATCOM输出电流可以快速跟踪参考值变化,具有良好的稳定性和跟踪精度。     

A new configuration of two-level 48-pulse VSCs based STATCOM for voltage regulation

In this paper, a new configuration of STATCOM (Static Compensator) with constant DC link voltage is proposed for the voltage regulation. The proposed STATCOM consists of eight sets of two-level double-way Voltage Source Converters (VSCs). Each double-way VSC consists of two six-pulse VSCs connected through an open winding transformer unit. The phase-angle difference between these two VSCs is varied for the reactive power control. The proposed STATCOM model is developed using MATLAB/Simulink, SimPowerSystems (SPS) toolboxes and dynamic performance is studied for the change in the reference reactive power, the terminal voltage reference and voltage control under switching on an inductive and a capacitive loads. Simulation results are presented to demonstrate the voltage regulation capability of the STATCOM under these conditions.     

10kV链式STATCOM的研究与设计

针对高压10kV供电系统,详细介绍了链式静止同步补偿器(STATCOM)装置结构,该装置采用级联H桥逆变器模块作为主拓扑,该结构具有逆变器输出电压等级高且谐波含量少等优点。同时设计了级联H桥逆变单元参数,采用单极倍频CPS-SPWM调制技术,控制各开关器件的脉冲,实现对链式多电平STATCOM装置的控制。最后,搭建STATCOM实验样机,试验证明文章所述理论的有效性、正确性和优越性。     

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。     

基于MLCR-CSC的STATCOM控制策略研究与仿真

简要介绍了并联型多级注入式电流源变换器(MLCR-CSC)的拓扑结构、工作原理及其优点。建立了多级注入式电流源变换器的控制模型,在此基础上针对静止无功补偿器(STATCOM)的运行特点,建立了多级注入式电流源型STATCOM的工作模型,利用PSCAD/EMTDC对所建立的模型进行了仿真,详细分析了系统电压、电流的动态和稳态波形及模型参数设置对STATCOM性能的影响。仿真结果表明了该结构STATCOM的良好性能和控制方案的可行性。     

Stability analysis of Static Synchronous Compensator with reactive current controller

This paper presents stability analysis of Static Synchronous Compensator (STATCOM) (with detailed model) with reactive current controller. The discrete time model of the system is derived. The stability region in the parameter space is obtained for different values of reactive current. The analysis is done for type II controller where the parameters are the proportional and integral gains. It is found that increase in integral gain results in period doubling bifurcation and increase in proportional gain results in border collision bifurcation. The stability analysis is compared with that for simplified STATCOM model neglecting harmonics. The condition for stability for simplified STATCOM model (neglecting harmonics) with losses being ignored, is derived.     

基于灰色预测的静止同步补偿器控制

针对模型参数变化和噪声干扰的静止同步补偿器(STATCOM)单机无穷大系统,提出了一种基于灰色预测的无功电流控制。运用GM(1,1)模型预测下一时刻的无功电流,并根据STATCOM非线性数学模型建立了系统无功补偿电流的控制模型。从而将无功电流灰色预测控制补偿到PID控制中,利用来色系统理论进行预报,具有不必完全知道被控对象结构、参数和特性的优点,这对于像STATCOM这样大型非线性系统的预测控制实现非常有利。仿真结果表明,该方法比传统的PID控制具有更强的跟踪能力和鲁棒性。