应用于LCC-HVDC受端STATCOM的PI与滑模切换控制策略

为解决在电网换相换流器型直流输电LCC-HVDC(line commuted converter based high voltage direct current)受端经历大扰动时传统PI控制下的静止同步补偿器STATCOM(static synchronous compensator)加剧受端电压崩溃的问题,提出一种PI与滑模切换控制策略。在小扰动下PI控制的STATCOM通过混合无功灵敏度因子HRPSF(hybrid reactive power sensitivity factor)精确计算无功补偿,在大扰动下STATCOM控制系统切换到滑模控制,通过Lyapunov函数证明滑模控制系统最终会达到稳定。在MATLAB/Simulink平台上将所提出的控制策略应用于LCC-HVDC受端换流站的STATCOM中进行仿真分析,结果验证了其合理性与有效性。     

链式STATCOM控制策略的研究

链式静止同步补偿器(STATCOM)由于其优异的特性得到了广泛的关注,首先阐述了载波移相SVPWM调制算法,此算法具有直流母线电压利用率高、电流调节能力强等特点。针对直流电容电压不平衡问题,提出一种三层控制方法,并用仿真加以验证。搭建一套链式STATCOM装置,将上述算法运用于其中,采用无功、谐波共补的复合控制方案,给出相应结构图,实验结果表明该链式STATCOM不仅运行稳定可靠,而且具备良好的无功补偿与谐波抑制效果。     

链式STATCOM的新型电流控制策略

针对分相电流控制的链式静止同步补偿器(STATCOM)的参考电压会引入零序分量的特点,提出一种基于坐标变换的链式STATCOM的电流跟踪控制方法。该方法将三相系统的各组交流变量变换为两相静止坐标系下的交流变量,并采用比例谐振(PR)控制器跟踪参考电流。仿真与实验结果验证了所提方法的有效性。     

电气化铁路用单相链式STATCOM控制策略

为了研究单相链式STATCOM(static synchronous compensator)对电气化铁路电能质量问题的治理情况,在建立单相链式静止同步补偿器的数学模型基础上,得出单相链式结构中链节悬浮电容的充放电规律,从而提出一种基于占空比调节的悬浮电容电压平衡控制策略。针对单相链式STATCOM的电流控制问题,基于内模原理,采用准PR调节器对交流正弦电流信号进行跟踪,最后结合悬浮电容电压平衡控制策略及电流控制方法,给出了链式STATCOM的电压外环,电流内环的双闭环整体控制策略,并在6MVA STATCOM仿真模型上进行了仿真研究。同时,构建了基于DSP+FPGA的STATCOM原理样机,并进行了相关实验。仿真及实验结果验证了所提控制策略的有效性及可行性。     

链式STATCOM直流侧电容电压控制策略研究

链式结构的STATCOM以其损耗小、效率高、输出电压谐波含量少、易于模块化等优点,被广泛应用于各类STATCOM样机及工程中。然而这种结构的STATCOM存在直流侧电容电压不平衡的问题,严重时可能导致STATCOM装置无法正常工作。针对这一突出问题展开研究,分析了各种可能影响到直流侧电容电压不平衡的因素,认为并联损耗、混合损耗和脉冲延时是主要的影响因素。从能量平衡角度归纳了4种常见控制策略,从控制变量角度归纳了3种常见控制策略,最后介绍了1种便于软件实现的新型直流侧电容电压不平衡控制策略,并给出了相关推荐意见。这些可为STATCOM工程设计者提供参考。     

链式STATCOM直流侧电压平衡控制策略研究

针对STATCOM电容直流电压不稳定问题进行了分析,提出了一种增加附加充放电电路方式的STATCOM电容电压控制策略。采用附加电路对链式STATCOM电容进行充电及稳压控制,其中附加电路多绕组变压器的使用,有效地隔离了附加电路各链节直接的电的联系,消除了附加电路和装置主电路同时投入时电压瞬时降为零的现象,使得附加电路的控制策略可以完全和主电路控制策略独立;附加电路既可以直接接到大电网中,也可以采用与电网分离的独立供电电源,甚至可以采用大容量的UPS,可以较好地实现装置启动、快速功率切换等。装置动态响应能力亦有所增强,同时当主电路出现较大电压波动时,仍可以保证STATCOM电容电压的稳定,正常地输出无功。     

链式STATCOM相间直流电压平衡控制策略

静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)普遍采用链式结构,换流链由若干结构相同的H桥链节级联组成。链节直流电压的稳定是保障装置可靠运行的必要条件。通过对换流链功率方程的分析,阐述实现换流链相间直流电压平衡控制的基本数学原理,提出一种基于负序电流的相间直流电压平衡控制思想,并考虑了系统电压不平衡的影响。仿真分析和工业样机实验表明,所提计及系统电压不平衡的链式STATCOM相间直流电压平衡控制策略,具有稳态精度高、抗扰性好、暂态和动态性能优越的特点,能有效解决链式换流器直流电压平衡控制难题。     

链式STATCOM直流电容电压均衡控制策略

针对链式STATCOM直流侧电容电压不平衡问题,从功率的角度分析了基于电压矢量叠加原理的电容电压均衡控制策略,提出了一种基于比例积分控制器的矢量叠加方法,从控制系统上将链式STATCOM分为上层功率控制、相间电容电压均衡控制和同相模块间电容电压均衡控制;再从原理上消除了直流电容电压稳态误差,使得各链节直流电容电压不仅稳定,而且相等;最后在Matlab/Simulink环境中建立了链式STATCOM三层控制系统模型,并进行了仿真。仿真结果证明了直流电容电压均衡控制策略及三层控制系统模型的正确性及可行性。     

面向智能电网的链式STATCOM综合控制策略研究

基于输配电系统的电能质量问题,围绕智能电网坚强、智能、绿色节能的目标,针对工业配电系统高耗能的主要因素——无功与谐波进行研究,提出了面向智能电网的链式STATCOM综合控制策略。该方案通过一机多用、谐波无功综合治理与系统状态自检、模式自动切换来满足智能电网的需要,综合解决配电系统无功、谐波、电压跌落、三相不平衡等典型电能质量问题,从而显著减少电能损耗,提高系统的可靠性。     

链式STATCOM的改进型逆系统滑模控制策略研究

为提高链式静止同步补偿器STATCOM(static synchronous compensator)系统的解耦精确度和抗扰动能力,提出一种改进型逆系统滑模控制策略.首先采用DSOGI-PLL电流检测法结合对称分量法在系统不平衡工况下建立稳态逆系统解耦数学模型,进而得到正负序有功、无功调制信号.结合改进变速趋近律的滑模...     

星型链式STATCOM闭环负序注入法控制策略

星型链式静止同步补偿器(STATCOM)由于拓扑简单、成本较低等突出优点,在新能源发电系统等诸多领域得以广泛应用。但因其三相换流阀电流互相耦合且缺乏一个电流控制自由度的缺点,使得其在接入侧系统电压发生不对称性故障时换流阀相间模组电容电压极易产生不均衡的现象,严重影响其运行稳定性及应用可靠性。基于星型链式STATCOM功率模组数学模型分析,首先建立时域条件下三相换流阀功率模组电容电压和换流阀输出正负序电流的关系,给出相间电容电压偏差和d,q旋转坐标轴控制系统下负序电流的相互关系,并通过拉普拉斯变换将相互关系从时域系统转换到频域系统,从而为根轨迹法设计控制参数提供理论依据。最后,分别通过稳态实验和暂态实验证明提出方法的正确性。     

基于SBPF的链式STATCOM不对称控制策略

系统电压不平衡时,链式静止同步补偿器（STATCOM）应保持稳定运行,以提高系统功率因数及电压稳定性。但传统功率解耦控制的链式STATCOM在系统电压不平衡条件下,其运行性能会严重恶化。为此,提出一种新的采用星形联接的链式STATCOM的控制策略,将选择性带通滤波器（SBPF）与功率解耦控制相结合,实现链式STATCOM的不平衡控制及快速响应性能。仿真结果显示,所提的控制算法能显著提高链式STATCOM在系统电压不平衡时的运行稳定性及补偿效果。     

d-q-0坐标系下链式STATCOM电流控制策略

推导d-q-0坐标系下链式静止同步补偿器(staticsynchronous compensator,STATCOM)数学模型,应用线性控制方式,提出d-q-0坐标系下简化的STATCOM模型,设计解耦控制算法,给出解耦控制模型,并进行仿真验证。仿真表明:应用优化设计的控制参数,d-q-0坐标系下链式STATCOM三相电流控制具有较好的跟踪性能和控制精度;在a-b-c、d-q-0坐标系下电流控制都具有良好的快速跟踪性能,表明电流调节器设计方法及参数整定的可行性和有效性。     

大容量链式STATCOM150Hz优化PWM控制策略的研究

正在研制的±50Mvar链式静止无功发生器(Cascade STATCOM)主开关管将采用集成门极换向晶闸管(IGCT),受其开关频率限制,主逆变器的调制方式选择范围有限.本文研究大容量链式STATCOM的150Hz优化脉宽调制策略,给出了150Hz优化PWM控制的基本算法及性能的理论分析.针对链式逆变器特有的直流电容电压不平衡问题,研究了脉冲循环换位机制在直流电容电压平衡控制方面的性能.在±18kvar链式STATCOM的原理样机上实现了本文设计的150Hz优化PWM控制,实验结果表明这种控制策略能够符合工程设计要求.     

基于内模和滑模控制的链式STATCOM控制策略研究

推导了链式静止同步无功补偿器(STATCOM)的数学模型,并在此基础上提出了一种新的控制策略。针对链式STATCOM非线性、强耦合的特点,提出基于内模原理的解耦控制策略,并进一步引入滑模控制增强系统的鲁棒性。设计了基于PR控制的直流电容电压控制器,以抑制直流电容电压在启动过程中的超调和提高动态调节速度。通过MATLAB/Simulink仿真分析,验证了所提控制策略的有效性和优越性。     

一种改进的电网电压不平衡环境下链式STATCOM控制策略

电网电压不平衡现象在煤矿配电网中尤其严重,达不到国标要求。针对这种现象,提出一种改进的电网电压不平衡情况下链式STATCOM控制策略,一方面从全局、相间、相内三个层次,尤其是电网电压不平衡条件下控制直流侧电容电压平衡,另一方面通过正、负双序电流控制环对不平衡系统的无功和负序电流进行完全补偿。仿真分析与工业样机试验表明,所提出的链式STATCOM控制策略,不仅有效解决了不平衡环境下直流侧电容电压的平衡控制难题,并且提高了装置的抗不平衡能力。     

三角形链式STATCOM电流补偿模式下的控制策略

三角形链式静止同步补偿器(STATCOM)工作于电流补偿模式时,可以对负载的无功、不平衡和谐波电流进行综合治理。其相电流指令直接关系到链节直流侧电压稳定和链节额定电流水平。将相电流指令分为基波正序无功分量、基波负序分量和谐波分量,通过叠加零序分量使链节有功为零,推导了零序分量与负序分量之间的关系。对负序电流的补偿不能超过额定电流的50%。在Matlab/Simulink中搭建了7电平STATCOM仿真模型,仿真结果验证了控制策略的正确性和有效性。     

链式星形STATCOM补偿不平衡负载的控制策略

星形结构的链式静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)受限于三相输出电流之和等于零的约束条件,因此,在补偿不平衡负载时,必须注入零序电压,以强迫输出电流的相位与 STATCOM 相电压的相位相差90°。首先推导在补偿不平衡负载工况下所要添加的零序电压的数学公式,证明该工况下零序电压添加的必要性与唯一性;然后改进适用于补偿不平衡负载工况的目标电流提取方法,该方法能有效减少参考电流的二倍频分量。而且,提出的零序电压计算方法,无需对参考电流锁相,参考电流提取完毕后,即可计算出零序电压。给出基于经典控制理论在αβ静止坐标系下的参考电流跟踪控制策略。最后,仿真与实验结果验证了所提出方法的正确性。     

基于改进载波移相SPWM的链式STATCOM电容电压平衡控制策略

介绍了传统载波移相SPWM及脉冲循环换位调制策略,指出了上述方法由于级联H逆变桥的电路参数及损耗差异等因素,无法真正实现链式STATCOM的电容电压平衡。笔者通过对传统载波移相SPWM调制策略进行改进,提出了一种新的链式STATCOM电容电压平衡控制策略,分析了该策略的基本原理与实现过程。通过PSCAD/EMTDC对该控制策略进行了仿真,结果说明,该策略可以很好地实现电容电压的平衡,而且对上层控制、装置的谐波特性不会产生影响。