单相H桥级联静止同步补偿器反馈线性化解耦控制

单相H桥级联静止同步补偿器（static synchronous compemator,STATCOM）n7以快速补偿电力机车这种单相整流的波动性负荷所需的无功,但静止同步补偿器是一个强耦合、非线性系统,为对有功和无功进行解耦,引入反馈线性化方法,通过坐标变化和状态反馈,获得精确线性化模型,并使有功、无功完全解耦,设计...     

级联H桥型静止同步补偿器控制方法仿真分析

无功功率的传输对电力系统稳定性与安全性会产生不利的影响,传统的无功补偿技术已经不能满足要求.为提高无功补偿性能,在分析级联H桥型静止同步补偿器(STATCOM)的工作原理和拓扑结构的基础上,采用跟踪型脉宽调制(PWM)控制技术的电流直接控制方法,研究了级联H桥型STATCOM的稳态和动态的无功补偿作用.通过MATLAB...     

级联H桥静止同步补偿器新型容错控制

针对级联H桥静止同步补偿器中H桥模块单开关故障,设计了一种不依赖于辅助元件的纯软件新型容错运行方案.通过傅里叶级数分析和计算,优化了特定谐波消除脉宽调制算法,同时调高H桥模块的直流电压至原来的2N/(2N-1)倍.在平衡采样周期内,根据电容电压值和静止同步补偿器的工作模式,调节H桥模块的平均有功功率.利用级联H桥静止同...     

静止同步补偿器的非线性鲁棒H∞控制

研究静止同步补偿器的非线性鲁棒控制器的设计.给出静止同步补偿器的动态模型,并针对模型的不确定因素及非线性,分两步设计系统控制器.首先应用微分几何方法对模型线性化,得到系统的精确线性化模型.然后针对上述线性化模型设计系统的鲁棒H∞控制器.应用线性化方法中的坐标变换和状态反馈得到静止同步补偿器的鲁棒控制.最后给出一个仿真研究结果.     

链式静止同步补偿器的直流电容电压平衡控制策略

直流侧电容电压平衡是链式静止同步补偿器安全稳定运行的前提。针对直流电容电压不平衡现象做出分析,提出了一种叠加有功电压矢量的直流电容电压平衡控制策略。通过上下层分层控制和叠加有功电压矢量调整控制信号,使得有功功率能按需分配以弥补各级联模块间损耗的差异。上层控制通过解耦实现总体有功、无功功率控制,下层控制通过叠加有功电压矢量实现电容电压平衡控制。该策略物理意义明确、算法简洁、与其他控制量无耦合。通过基于Matlab的时域仿真和实验证明了该策略的正确性、有效性和可行性。     

静止同步补偿器精确反馈线性化滑模控制研究

静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)的传统滑模控制方法结合了其他的线性控制方法,使得控制参数调节麻烦,不能达到滑模控制的良好效果,针对该问题提出了STATCOM输入状态精确反馈线性化的滑模控制策略,通过计算得到合适的输出函数,将原非线性模型全部转化为Brunovsky标准型,然后对Brunovsky标准型设计了滑模控制的滑模面和控制律并转化到原系统中,采用Lyapunov函数检验了系统的稳定性。最后,仿真验证了该控制器改进了传统滑模控制结合线性控制的缺陷,对系统变化的反应更灵敏。     

配电网静止同步补偿器控制策略研究

对一种先进控制方式—内模控制(IMC)的基本原理进行了深入研究,并提出了一种基于内模解耦控制原理的三电平配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)控制策略。搭建了三电平DSTATCOM内模偏差偏差控制策略的仿真模型及实验平台,实验和仿真结果都验证了所提控制策略的有效性及正确性。     

级联H桥型STATCOM混合调制策略

级联H桥型静止同步补偿器(STATCOM)的控制基于多电平逆变器的脉宽调制技术。介绍级联H桥型STATCOM的载波移相正弦脉宽调制(CPS-SPWM)和最近电平逼近调制(NLM)的控制原理,及与其对应的直流电压平衡策略。基于NLM策略,结合载波移相原理,提出一种混合调制策略,解决NLM在级联单元数较少时的谐波问题。级联H桥型STATCOM的运行实验结果表明了混合调制策略的有效性及优势。     

基于载波变频脉冲宽度调制技术的级联型静止同步补偿器

针对当前静止同步补偿器（STATCOM）存在的问题,提出了将载波变频技术脉冲宽度调制VFCB-PWM与级联H桥型多电平变换器相结合的级联型静止同步补偿器,阐述了载波变频技术的工作原理及其具体实现方法。Matlab仿真结果表明,该级联型静止同步补偿系统能在较低开关频率情况下准确、有效地补偿谐波和无功电流,性能良好。     

具有谐波分频补偿功能级联静止同步补偿器

传统的静止同步补偿器功能(STATCOM)较为单一,特别在大功率领域主要以补偿无功或稳定电压为主,提出一种谐波分频补偿技术,能够在动态无功补偿的同时实现20次以内的谐波治理,解决了目前大功率领域中无功与谐波不能综合补偿的问题。此外,给出了装置基于平均开关法的数学模型,在此基础上实现有功和无功电流的解耦控制。该补偿器采用8级级联H桥结构,配合载波移相SVM技术运用,装置最大可实现17电平的电压波形,电流电压利用率高且易于数字化实现。最后,仿真和实验结果表明,基于谐波分频控制技术的6 kV级联同步补偿器能够在实际电网中,以较低的开关频率,准确、有效地实现无功功率与谐波的综合补偿。     

基于模块化多电平变流器的STATCOM研究

研究了基于模块化多电平变流器(MMC)的大容量STATCOM的控制策略,对MMC运行特性进行分析,并对基于MMC结构的STATCOM进行模型等效,并推导出其数学模型.针对其强耦合、非线性特点,通过反馈线性化方法实现功率解耦,对降阶后的线性系统设计滑模控制律,并进行数值仿真和结果分析.仿真结果证明了系统等效模型的合理性和可行性,同时系统有功和无功功率独立调节,动态响应良好.     

H桥级联整流器的原理与控制技术研究

在高压领域的应用中,由于开关耐压能力的影响,使得一般的电路拓扑不能满足要求。研究了一种多H桥级联多电平的整流技术,该拓扑随着级联H桥的增多,总电压被开关管分压,降低了每个开关上的耐压要求。同时该拓扑可实现能量的双向流动,对功率因数进行校正。探究了级联整流器四象限运行的原理、抑制谐波的方法,采用d-q解耦分析控制原理,并对如何稳定输出功率,使输出电压在不同负载下保持恒定进行了探讨。使用Matlab/Simulink进行仿真,并研制了一台低压的实验样机,通过实验验证了控制理论的可行性。     

基于离散状态观测器的H桥级联STATCOM无差拍控制

H桥级联静止同步补偿器(STATCOM)以其损耗低、响应快速、储能元件体积小和输出电流谐波含量低等优点,成为动态无功补偿装置发展的重要方向。通过对STATCOM工作原理及数学模型的分析,推导出无差拍控制算法。为了提高无差拍控制算法的实时性,消除参考电压滞后一拍的影响和抑制STATCOM输出电流的谐波,构造离散状态观测器对系统参考指令电流进行预测。构造离散滑模观测器对STATCOM实际输出电压进行观测,避免了通过直流侧电容电压参考值计算STATCOM实际输出电压的误差。仿真与实验结果表明,该算法可以精确地预测参考指令电流,进而提高了STATCOM无差拍控制的性能。     

电网电压不平衡下星形级联H桥STATCOM的三相直流电压偏离控制策略

电网电压不平衡下,星形级联H桥STATCOM的三相直流电压通常被控制为相等。然而,为了应对电网的负序电压,三相调制波会变得不平衡。不平衡的调制波会减少STATCOM输出电压的阶梯数,同时还会使得三相直流电压的二次脉动不平衡,由此增加了输出电流的高频与低频的谐波含量。不仅如此,输出电流中还需要注入负序分量用来重新分配三相有功功率实现三相直流电压均衡,由此不利于电网的电能质量。为了提高电流的质量,在电网电压不平衡下将三相直流电压调节为不相等值,从而保证三相调制波的平衡且三相调制最大。基于这个思想,通过正负序分离,在满足电流平衡的前提下推导出三相直流电压参考值。同时,为了维持三相直流电压的稳定,推导了由三相直流电压偏差所产生的输出零序电压,由此分析STATCOM三相输入的功率流,发现由负序电压和零序电压产生的功率相互抵消,这就意味着STATCOM的三相直流电压可以自稳定,无需注入额外的负序电流用来实现三相直流电压稳定。最后,搭建400 V/±5 kvar的星形级联H桥STATCOM样机,验证了提出方法的可行性与有效性。     

级联H桥整流电路电压滑模控制策略

针对级联H桥整流器的非线性和非最小相位系统特性,通过分析单相两级联H桥整流器的拓扑结构,对级联多电平整流器直流侧电压的平衡和动态性能方面的问题进行了研究。采用滑模控制理论,通过选取合适的切换面使系统状态轨迹在设定的滑模面上运动,从而提高系统直流侧电压的响应速度和系统的动态性能指标。搭建了基于Matlab/Simulink的仿真模型和基于RT-lab的半实物实时仿真实验平台,仿真和实验验证了该控制算法的可行性和有效性。     

基于反馈线性化控制的级联H桥SVG的控制

级联H桥静止无功发生器(SVG)在两相同步旋转dq坐标系下的数学模型是多变量、非线性、强耦合的。通过非线性状态反馈变换使SVG实现状态反馈线性化,SVG降阶为线性系统,从而实现有功和无功分量的解耦。首先判断该系统数学模型是否符合状态空间精确线性化的充要条件,若满足条件则确定输出函数,对SVG系统电流环进行状态空间精确线性化,并对系统进行稳定性分析。为了验证控制策略的稳态和动态性能,搭建MATLAB仿真模型和10 k V实验样机。仿真和实验样机的实验结果表明:采用所提算法,SVG无功补偿精度较高、稳态特性好、动态响应较快。     

基于级联H桥换流器的APF-STATCOM的控制与调制

有源滤波器(APF)和静止同步补偿器(STATCOM)在电力系统应用中都是独立开来,分别进行谐波抑制和无功补偿。将APF和STATCOM功能结合起来,以级联H桥换流器构成APF-STATCOM装置,同时实现无功补偿和谐波抑制。在分析级联H桥APF-STATCOM拓扑及其工作原理的基础上,提出了一种简单有效的控制策略;针对级联H桥换流器各子模块间的电容电压均衡问题,采用最近电平逼近调制(NLM)并提出了一种适用于级联H桥换流器的电容电压均衡控制策略。利用PSCAD/EMTDC对36级联H桥APF-STATCOM进行了建模仿真,结果验证了该控制策略和电容电压均衡控制策略的可行性和有效性,并表明所提出的电容电压均衡策略能有效避免H桥模块IGBT不必要的频繁开关,减少器件的开关频率。     

基于单相H桥级联变换器的高斯模糊算法电压平滑调制策略

为了在提高H桥级联整流器的均压能力的同时保持各个模块开关状态平滑变换,提出了一种基于高斯模糊算法的电压平滑调制策略。通过对H桥级联整流器工作状态的分析以及对负载不均衡状态下级联整流器均压原理的分析,对基于高斯模糊算法的电压平滑调制策略的原理进行了推导。最后搭建了4模块(9级)级联H桥整流器实验平台,并通过实验验证了所提调制策略的正确性。     

级联H桥变流器电容电压均衡约束条件

通过建立级联H桥变流器数学模型,分析了引起电容电压不均衡原因,建立了调制波微调量叠加法的微分方程与传递函数,求出了均压控制下电容电压稳态解析解。针对多模块下调节器参数整定问题,分析确定了调制波微调量叠加法可靠工作的相角约束和比例系数约束条件。进而指出了变流器在感性、容性工作状态之间切换时电容均压控制稳定工作条件。利用PSCAD/EMTDC软件搭建了三相三级联变流器模型,通过仿真验证了所提出的约束条件的有效性。