±50 Mvar链式STATCOM脉冲发生器设计

介绍了用于±50 Mvar链式静止无功发生器（STATCOM）的基频优化脉宽调制（PWM）的脉冲发生器。根据链式逆变器电路结构的特点制定了基频优化PWM方案。脉冲发生器采用数字信号处理器（DSP）加现场可编程逻辑门阵列（FPGA）作为主要的处理器，根据两者各自的特点分配功能，提高了脉冲发生器的总体性能。该脉冲发生器在20 kVA链式STATCOM原理样机中可靠运行，实验结果证明了设计的正确性。     

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FPGA的静止补偿器PWM脉冲发生器设计

研制了基于现场可编程门阵列 (FPGA)实现的、用于± 50 0 kvar静止补偿器 (STATCOM)的 PWM脉冲发生器。该脉冲发生器通过接口单元接收 DSP写入的 PWM脉冲宽度数据 ,然后产生 PWM波形 ,其工作不受 DSP影响。同时介绍了脉冲发生器的基本原理、硬件构成和实现方法。该脉冲发生器已应用在工业和试验运行的± 50 0 kvar STATCOM中 ,实际运行经验表明 ,该脉冲发生器精度高、可靠 ,可解决非对称和无功控制不平滑问题 ,而且所研制的脉冲发生器也适用于其他类型的逆变装置。     

基于DSP的静止同步补偿器脉冲发生器及控制器的设计

介绍了基于数字信号处理器(DSP)的静止同步补偿器(STATCOM)高精度脉冲发生器及其控制器的设计及动模实验测试结果。电压源逆变的多重化合成是STATCOM的核心概念,而精确驱动脉冲的产生又是其中的关键技术,采用数字信号处理器TMS320C31设计了精度高、相位抖动小、稳定性好的STATCOM脉冲发生器和控制器,在±10 kvar STATCOM动模装置上的运行表明该方案可以满足工程要求。     

新型载波移相同步脉冲发生器的研究

提出一种新型载波移相同步脉冲发生器。该发生器基于工业以太网分布时钟,可以产生纳秒级的高精度同步脉冲信号,信号用来同步链式多电平逆变器所有阀体输出的PWM脉冲。该控制系统成功应用于10 k V/1 Mvar级静止同步补偿器（STATCOM）装置。     

采用IGCT链式逆变器的50 MVA STATCOM

基于链式逆变器的静止无功发生器（STATCOM）具有比基于变压器多重化逆变器的STATCOM更多的优点。文中介绍了50 MVA STATCOM的主要作用及技术指标，给出了基于集成门木及换相晶闸管（IGCT）链式逆变器的主电路50 MVA STATCOM的构成、基于谐波优化的脉宽调制（PWM）控制策略。装置的满载出厂试验采用等价额定工况运行试验。文中给出了等价额定工况运行试验的原理以及试验结果。试验结果表明，链节设计达到了链式STATCOM技术标准的要求。     

大容量链式STATCOM的三角载波移相-开关频率最优PWM法控制策略的研究

提出了适用于大容量链式静止无功发生器(STATCOM)的一种新的脉冲控制策略,即三角载波移相-开关频率最优PWM法(PS-SFO-PWM)。这种新的PWM方法兼具三角载波移相PWM法(PSPWM)法和开关频率优化PWM法(SFOPWM)的优点,在不提高开关频率的情况下,实现等效高频载波的效果,并提高了直流电压的利用率。研究了链式多电平逆变器的PS-SFO-PWM技术,给出了PS-SFO-PWM控制方法的基本算法,并以2个H桥串联的5电平链式多电平变换器为例,通过Matlab仿真,验证了方法的正确性。     

大容量链式STATCOM的三角载波移相-开关频率最优PWM法控制策略的研究

提出了适用于大容量链式静止无功发生器(STATCOM)的一种新的脉冲控制策略,即三角载波移相-开关频率最优PWM法(PS-SFO-PWM).这种新的PWM方法兼具三角载波移相PWM法(PSPWM)法和开关频率优化PWM法(SFOPWM)的优点,在不提高开关频率的情况下,实现等效高频载波的效果,并提高了直流电压的利用率.研究了链式多电平逆变器的PS-SFO-PWM技术,给出了PS-SF0-PWM控制方法的基本算法,并以2个H桥串联的5电平链式多电平变换器为例,通过Matlab仿真,验证了方法的正确性.     

基于声表面波器件脉冲发生器的改进研究

介绍了清华大学与河南电力局合作开发的±300 kvar先进静止无功发生器(STATCOM)所用的门极触发脉冲发生器的改进研究。触发脉冲发生器负责产生和分配控制GTO管导通、关断的触发脉冲。±300 kvar STATCOM从1997年4月在郑州孟砦变电站上网进行工业试运行以来,其基于声表面波器件的脉冲发生器,通过在STATCOM装置上进行带载运行实验,发现并解决了精度问题。该方案用存储逻辑实现18脉冲阶梯波STATCOM脉冲发生器的硬件。探讨了FACTS装置对脉冲发生器的性能指标要求,指出脉冲发生器的设计方案、制作工艺直接影响STATCOM的性能,甚至关系到STATCOM能否正常工作。     

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。     

有源滤波器控制器的设计

文章介绍了有原源滤波器控制器的结构和功能以及基于数字信号处理器（DSP）的主控制器和PWM脉冲发生器的基本原理、硬件构成与实现方法。数字仿真和试验装置的实验结果表明，该PWM脉冲发生器精度高、可靠性好，主控制器具有良好的性能。     

基于现场可编程门阵列的多路PWM波形发生器

研制了基于现场可编程门阵列(FPGA)实现的多路PWM脉冲发生器。该脉冲发生器通过接口单元接收DSP写入的PWM脉冲宽度数据，然后产生PWM波形，其工作不受DSP影响。同时介绍了脉冲发生器的基本原理、硬件构成和实现方法。该PWM发生器既简化了电路的设计，提高了系统的可靠性，又可保证逆变器功率元件触发的同步。     

基于链式STATCOM的三相不平衡负载的平衡化补偿

链式STATCOM由于具有分相控制能力、输出无功电流谐波含量低、响应速度快等优点而适合于不平衡负荷的平衡化补偿。给出了采用链式STATCOM实现平衡化补偿的主电路结构及电压-无功综合控制方法。三相补偿电流相量采用对称分量法通过矢量变换获得,单相无功功率采用单相瞬时无功功率算法得到,链式逆变器采用特定谐波消除PWM算法(SHE-PWM)以保证输出无功电流的谐波总畸变率小于5%,同时保证直流侧电容电压的稳定。对所给出的补偿方法进行了仿真研究,结果验证了链式STATCOM进行快速平衡化补偿的能力。     

基于链式STATCOM的三相不平衡负载的平衡化补偿

链式STATCOM由于具有分相控制能力、输出无功电流谐波含量低、响应速度快等优点而适合于不平衡负荷的平衡化补偿.给出了采用链式STATCOM实现平衡化补偿的主电路结构及电压-无功综合控制方法.三相补偿电流相量采用对称分量法通过矢量变换获得,单相无功功率采用单相瞬时无功功率算法得到,链式逆变器采用特定谐波消除PWM算法(SHE-PWM)以保证输出无功电流的谐波总畸变率小于5%,同时保证直流侧电容电压的稳定.对所给出的补偿方法进行了仿真研究,结果验证了链式STATCOM进行快速平衡化补偿的能力.     

半桥级联式STATCOM改进调制策略研究

多电平脉宽调制(PWM)策略是级联式静止无功发生器(STATCOM)的关键技术。提出一种适用于三相三线制的半桥级联式STATCOM结构的改进型调制方式。该调制方式先从逆变器生成的电平中选择与线电压调制波幅值最接近的电平作为计算指令,再根据指令逆向推导出各模块的投切方式与触发脉冲,最后触发各子模块中的开关产生相应动作,使逆变器产生所需的电平输出。该调制方式利用单载波实现多电平调制,与传统调制方式相比省略了相位同步环节,实现了SPWM在三相三线制的半桥型级联式STATCOM结构上的应用,且保留了传统级联调制技术谐波含量少的优点。仿真与实验结果表明所提改进调制策略在三相三线系统中能使STATCOM输出波形有效跟踪正弦调制波,同时具有较高的并网电能质量。     

大功率级联变频器中多路SPWM发生器的实现

采用载波相移SPWM技术原理,设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的多路PWM脉冲发生器.该脉冲发生器应用于一个电压级联型变频器,可提供96路PWM脉冲输出,解决了级联变频器多路脉冲同步触发的问题.通过实验证明,FPGA输出的PWM脉冲送入级联变频器模块,输出的电压波形正弦度好,电平阶数符合设计,且修改参数简单,有效...     

基于CPLD的STATCOM触发器设计

利用大规模可编程控制器CPLD（Complex Programmable Logia Device)的高速，并行处理能力，设计了静止补偿器STATCOM（Static Synchronous Compensator)的脉冲发生器PWM（Pulse Width Modulation)。该脉冲发生器通过I／O口接受数字信号处理机DSP（Digital Signal Processor)写入的PWM脉冲宽度控制字，然后由CPLD定时产生PWM脉冲发生信号，CPLD在初始化后，可以独立于DSP进行触发脉冲信号的形成，通过仿真和实验结果，表明本PWM脉冲发生器精度高，稳定性好，具有较好的不对称控制能力和在线配置能力。     

基于特定谐波消除的五电平PWM脉冲发生器

以6kV变频调速为应用目标，介绍了基于特定谐波消除PWM的IGCT五电平电压型逆变器的脉冲发生器。该脉冲发生器根据主控制器并行口发来的数据指令实时查询存储器中的移相特定谐波消除PWM脉冲波形数据并发出IGCT驱动PWM脉冲。在主控制器发生死机时脉冲发生器能正常工作，发送主控制器故障前与所传送的最新指令相对应的脉冲，并能够在主控制器故障复位后自动恢复通信，继续接收脉冲发生指令。阐述了该脉冲发生器的工作原理、硬件构成和软件实现，并给出了脉冲输出试验结果。     

基于FPGA的级联型逆变器的脉冲发生器的实现

设计并实现了基于FPGA的PWM脉冲发生器,该脉冲发生器接收由DSP根据载波移相空间矢量PWM算法计算出的占空比数据,并和多路移相载波进行实时比较,从而产生多路PWM脉冲,该脉冲发生器可以独立于DSP运行.在脉冲发生器的设计中还嵌入了串口接收器模块,接收并解析功率单元的状态及故障信息,返回给DSP读取,大大减轻了DSP处理功率单元信息的任务.最后的实验结果表明基于FPGA的脉冲发生器的设计方案不仅简化了电路的设计,提高了系统的可靠性,而且解决了各个功率单元脉冲触发同步性的问题.     

三电平变流器脉冲发生器的研制

三电平变流器脉冲发生器是用户电力统一调节器（UCPC）的重要部件之一。文中介绍了研制成功的基于数字信号处理器DSP（TMS320C31）的电压空间矢量脉宽调制（PWM）的高性能三电平变流器脉冲发生器,分析了三电平电压空间矢量PWM的基本原理及开关矢量选择及优化原则、扇区内的区域划分法、中点电位的控制方法、窄脉冲的避免方法等技术关键,给出了基本的硬件结构、装置的实现方法和实验结果。