可连续调节容性无功的PWM型静止无功补偿器

提出了一种新型的可连续调节电容的静止无功补偿器。该补偿器将脉宽调制（PWM）型AC-AC变换器与变压器相结合直接调节补偿电容上的电压，进而使补偿器能输出连续变化的容性无功。该补偿器克服了传统的晶闸管控制电抗器（TCR）+固定电容器（FC）、TCR+晶闸管投切电抗器（TSC）等静止无功补偿器用感性无功覆盖容性无功以产生连续可调容性无功的调节方式所存在的不足，其变压器的容量仅为补偿电容容量的25%。该补偿器工作于PWM方式，不产生低次谐波，响应速度快，控制易于实现。文中详细阐述了该补偿器的工作机理，推导了补偿器无功输出及变压器视在功率与开关占空比的关系。最后通过实验验证了该补偿器的可行性和有效性。     

基于无差拍控制的混合静止同步无功补偿器

提出了一种混合静止同步补偿器(HSTATCOM),该补偿器由晶闸管投切电容器(TSC)和静止同步无功补偿器(STATCOM)结合而成,能够输出连续可调的容性无功.给出了TSC的投切判据,建立了STATCOM的无差拍控制模型,通过参考电流的选取达到协调控制TSC和STATCOM的目的.提出的混合静止同步补偿器结合了TSC和STATCOM的优点,增强了无功补偿器的经济性和实用性.通过仿真和实验验证了该补偿器的正确性和可行性.     

MCR型静止无功补偿装置在风电场的应用

针对并网风电场的电压无功控制调节问题,结合中广核风力发电有限公司大岗子风电场采用的磁控电抗器(MCR)型静止无功补偿(SVC)全范围动态补偿装置,对MCR+FC(固定电容器组)、TCR(晶闸管控制电抗器)+FC和SVG(静止无功发生器)升压变压器型多功率单元串联模式等3种无功自动补偿调节方式进行了对比分析,提出根据吉林电网实际情况,风电场接入系统无功自动补偿调节方式选用MCR+FC型,最后分析了控制策略和运行方式的优化。     

一种新颖的低谐波动态SVC研究

提出一种新颖的静止无功补偿器(SVC)拓扑:变压器采用多绕组结构实现12脉动;利用母线上的5次滤波器作为基波无功补偿,通过控制低压侧晶闸管可控电抗器(TCR)实现无功连续调节;采用模块化设计,根据不同的无功补偿任意时刻仅有一组TCR模块相控。最后通过实验表明,与传统SVC相比,该拓扑的谐波含量低,动态性能好,体积小,具有广泛的应用前景。     

混合变压器式可控电抗器及其仿真

为满足谐波要求,传统的变压器式可调电抗器(ControllableShuntReactorofTransformerType, CSRT)在轻载时存在一段不可调的死区。针对这一缺点,提出了混合变压器式可控电抗器(HybridCSRT, HCSRT),它采用电压源型逆变器代替了CSRT中的反并联晶闸管来控制调节绕组的输出,通过合理设置各控制绕组的容量,N个控制绕组的HCSRT可以实现2N级分级平滑调节。在此基础上,进一步提出了同时具有容性和感性无功补偿能力的混合变压器式静止无功补偿器。理论分析和数字仿真表明     

混合变压器式可控电抗器及其仿真

为满足谐波要求,传统的变压器式可调电抗器(Controllable Shunt Reactor of Transformer Type,CSRT)在轻载时存在一段不可调的死区.针对这一缺点,提出了混合变压器式可控电抗器(Hybrid CSRT,HCSRT),它采用电压源型逆变器代替了CSRT中的反并联晶闸管来控制调节绕组的输出,通过合理设置各控制绕组的容量,N个控制绕组的HCSRT可以实现2N级分级平滑调节.在此基础上,进一步提出了同时具有容性和感性无功补偿能力的混合变压器式静止无功补偿器.理论分析和数字仿真表明HCSRT和混合变压器式静止无功补偿器具有响应速度快、调节范围广、谐波污染小及性价比好等优点.     

双向连续可调无功的SPWM型静止无功补偿器

提出了一种双向连续可调无功的主电路拓扑。该补偿器结合正弦脉宽调制（SPWM）型逆变器直接调节补偿电容器和电抗器上的电压,实现补偿器双向连续可调无功,非常适合于中低压配电系统的无功补偿;克服了传统晶闸管控制电抗器的谐波问题;此外,逆变器的工作容量仅为补偿容量的25%。主电路拓扑采用三相四桥臂结构,可以采用分相控制对负荷无功、不对称等问题进行有效的补偿。最后通过实验验证了该补偿器的可行性和有效性。     

PWM型动态无功补偿技术的研究

提出了一种新型的可连续调节的PWM型动态无功补偿技术,以较小的逆变容量实现了系统的动态无功补偿。该补偿装置主要包括PWM调压电路和电容器组两部分。PWM调压电路输出侧与补偿电感串联后直接并入电网,通过检测计算出电网电流中所含的基波无功电流分量,利用PWM脉宽调制技术控制PWM调压电路的开关占空比,使补偿器输出相应的无功电流,从而动态连续补偿电网无功。该装置不仅实现动态无功补偿,而且补偿的过程中动态响应速度快,向系统注入的谐波含量小。     

基于SVPWM的调压式混合动态无功补偿器

介绍了新型电压源型双向连续可调静止无功补偿器,该补偿器相对于传统的静止无功补偿器具有显著的优越性.详细阐述了电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)的基本原理,与传统的PWM技术相比,SVPWM具有直流利用率高、谐波小、控制简单、易丁数字化实现等优点.将SVPWM技术应用于该新型补偿器.通过Simulink对其电路拓扑进行了仿真分析和实验,实验结果显示基于SVPWM的静止无功补偿器具有良好的双向调节能力,可以连续平滑地调节无功.     

国家电网31个重点城市无功规划汇总评价

在汇总国家电网公司31个重点城市电网无功规划方案的基础上,综合评价了十一五末重点城市电网无功补偿配置方案的合理性和经济性,得出结论:重点城市十一五无功规划采用了先进的规划工具和规划方法,得到的无功规划推荐方案比原方案具有更好的技术经济性;2010年各重点城市电网在大、小负荷正常方式以及N?1方式下都能够满足电压的运行要求;大部分重点城市通过合理配置无功补偿设备,能够在一定程度上降低网络损耗。展望了无功电压控制新技术的应用可行性,包括静止无功补偿器(SVC)、静止同步补偿器(STATCOM)、晶闸管控制电抗器(TCR)、兼具无功补偿和滤波功能的晶闸管开关滤波器、低压动态无功补偿设备、馈线自动调压器的应用情况。     

一种改进的混合静止同步补偿器

作者设计了一种改进混合静止同步补偿器,该补偿器由一个三相电压源型逆变器和补偿电容组成,通过控制三相逆变器输出电压相对于系统电压的相位差间接控制补偿器的输出无功功率。该补偿器能进行补偿功率双向连续调节,控制简单,动态响应速度快,输出电流不含低次谐波,特别是在补偿感性无功功率时,该补偿器直流侧电容电压低,可减小开关器件的应力,降低补偿器损耗,提高装置的运行效率。在理想情况下,上述逆变器容量仅为最大补偿容性无功功率的1/4。文中分析了补偿器的工作原理,推导了补偿器和逆变器的功率公式,并分析了二者的关系。最后通过实验验证了该补偿器的可行性和有效性。     

变电站无功电压综合调节的模糊控制研究

研究了一种通过补偿电容器组和有载调压的主变压器相配合进行联合控制系统无功电压的方法。在推导出大型变电站的二次母线装设可投切的补偿电容器组和有载调压的主变压器相配合进行联合控制的模型基础上,提出了一种模糊控制方法。该系统将电压偏差和功率因数偏差作为模糊输入变量进行模糊化,经过模糊推理,并通过解模糊化运算给出控制信号作用于有载调压变压器和电容器组。结合实际电站系统参数对该系统进行仿真试验,仿真结果表明该控制系统稳定可靠,控制效果好。     

新型并联混合式电能质量调节器的研究

并联混合式电能质量调节器结合了有源电力滤波器(APF)和传统无功功率补偿装置的优点．在抑制电网谐波和补偿无功功率方面有着良好的应用前景。文中采用d，q法计算指令电流，将无差拍控制技术与空间矢量脉宽调制(PWM)技术相结合来产生补偿电流。通过分相控制的永磁机构真空断路器同步投切电容器组实现对电力系统中无功功率的快速动态补偿，并校正负载不平衡。整个装置在提高配电网电能质量的同时，也降低了大容量情况下自身的成本。     

静止无功发生器与晶闸管投切电容器协同运行混合无功补偿系统

提出一种低成本混合型无功补偿系统(hybrid var compensator,HVC),它由一台较小容量的静止无功发生器(static synchronous compensator,STATCOM)和较大容量的多组晶闸管投切电容器(thyristor switched capacitor,TSC)构成,其中STATCOM用以实现快速连续无功调节,TSC实现无功的大容量分级调节,二者协同工作使HVC系统兼具STATCOM快速连续无功补偿及TSC低成本大容量无功补偿的优势,实现低成本大容量的无功连续补偿。在分析HVC基本工作原理的基础上,提出基于专家决策的HVC协调控制方法,实现离散子系统TSC和连续子系统STATCOM的协调控制,确保HVC能进行快速大容量的无功补偿,针对传统的STATCOM串级电压控制器中调节器多、控制器参数难以设计的缺点,提出基于瞬时功率平衡的电压控制策略,以降低STATCOM控制复杂度,提高可靠性,使系统更易于实现。仿真及现场应用结果证明HVC能够实现无级连续无功补偿,并且成本低,在满足高电耗企业节能降耗需求的基础上,为应用单位减少了投资。     

高压直流输电系统动态恢复特性的仿真研究

为改善高压直流输电(HVDC)系统故障下的动态恢复特性,运用PSCAD/EMTDC仿真工具,研究了HVDC系统逆变站分别采用固定电容器(FC)、静止无功补偿器(SVC)、静止同步补偿器(STATCOM)3种无功补偿设备时的故障恢复特性,其中故障有直流闭锁、换流母线三相接地、单相接地、远端三相接地等。结果表明,交流系统较弱时,SVC会降低交流系统强度,而导致HVDC系统故障及故障恢复时发生连续换相失败,而STATCOM在电压保持、功率恢复等方面都较其他补偿设备有着明显的优点,能够显著改善HVDC系统的动态特性。     

电能质量扰动发生器控制策略及其实现

为了测试电力变压器、CVT、电力电容器、无功与谐波补偿装置等试验设备在电能质量扰动下的工况,设计了一种电能质量扰动发生器,能模拟实际电网输出各种形式电压与电流扰动。采用电压外环与电流内环的PWM整流控制实现了直流电压的稳定;利用电压前馈与重复学习相结合的控制策略实现了发生器较高精度输出;利用DSP+FPGA构建控制系统具有较好的实时性与可靠性。通过10 kV、2 MVA工业样机实验,证明了设计的正确性。     

采用辅助变压器的全占空比调节三电平AC/AC变换器

高压大功率变换场合下,传统三电平AC/AC变换器需要同时控制输出电压和飞跨电容电压,使得控制电路相对复杂,且输出电压和负载范围受到限制。为此提出了一种采用辅助变压器的全占空比调节三电平AC/AC变换器,其飞跨电容电压由辅助变压器直接供给,无需通过其他控制电路进行调节。该变换器只有输出电压1个控制对象,其控制简单、易于实现,可全占空比满幅调节输出电压,且辅助变压器的容量很小,只需略大于飞跨电容的无功负载。详细分析了电路工作原理,并研制了原理样机。实验结果表明,采用简单的控制电路就可实现三电平AC/AC变换器的全占空比满幅调节。     

新型正弦脉宽调制控制电压源型动态静止无功补偿器

提出了一种适用于低压配电系统的新型动态无功补偿电路拓扑。主电路采用三相四桥臂逆变器结构,可以对负荷不平衡进行有效补偿。逆变器控制采用正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)控制,保证电压电流失真度低,并通过调节逆变器的输出电压从而动态调节静态无功补偿器(static var compensator,SVC)补偿无功功率,最终实现系统无功补偿为零的目的。通过与固定补偿电容器相结合,它能以较小的逆变器容量来补偿动态无功,提高系统的功率因数和电压稳定性。利用PSCAD/EMTDC平台对该系统进行了仿真研究。仿真结果验证了控制策略的可行性和有效性。     

一种改进的i_p-i_q无功电流检测方法及其应用

静止无功补偿器(STATCOM)是一种广泛应用的动态无功补偿装置,其指令电流检测一般采用i_p-i_q运算方式。但是,传统的i_p-i_q运算方式直接把负载电流无功分量作为STATCOM输出无功电流指令值,这就要求STATCOM的安装位置必须与负载电流检测点一致,限制了STATCOM位置的灵活选择。针对此问题,提出了一种基于瞬时功率平衡原理的改进的ip-iq无功电流检测方法,该方法引入了检测点与补偿点两处的电压相位信息,使得STATCOM补偿点的位置不再受负载电流检测点的限制。将改进的ip-iq电流检测方法应用到跨变压器STATCOM系统中,仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。