混合无功补偿系统模型预测直接功率控制策略

针对现有无功补偿装置难以做到补偿性能与成本控制兼顾的问题,为实现低成本大容量高性能无功补偿,本文提出一种兼顾静止无功发生器SVG(static var generator)动态无功补偿与静止无功补偿器SVC(static var compensator)大容量低成本无功补偿优势的混合无功补偿系统.根据SVC与SVG各自...     

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。     

TSC-DSTATCOM混合型动态无功补偿器及其混杂控制方法

为实现企业配电网低成本大容量连续无功补偿,抑制电压闪变,提出基于TSC(晶闸管投切并联电容器)与DSTATCOM(配电网静止无功补偿器)的混合型动态无功补偿系统。DSTATCOM连续子系统及TSC离散子系统构成的混杂控制系统,采用基于专家决策的三层混杂控制方法,协调控制TSC电容器组的分级投切及DSTATCOM的动态连续补偿,充分利用了各自的优势,引入模糊控制自动调整PI参数改善了系统动、静态性能。仿真分析及实验结果表明了该补偿器的优越性及所提控制方法的有效性。     

TSC+STATCOM的混合无功补偿装置协调控制策略研究

提出一种由TSC和STATCOM构成的混合无功补偿装置,兼具TSC大容量、低成本和STATCOM准确无功补偿的优点。采用分层控制结构,利用专家系统来推理协调二者运行。对TSC频繁投切的情况,为避免电容器组投入时的涌流,TSC采用预充电技术,并于电网电压峰值时刻投入。考虑到STATCOM的数学模型为一强耦合、非线性系统,采用逆系统方法对其进行线性化解耦,再用变结构理论进行设计。仿真结果表明,在采用所提控制策略下,该混合无功补偿装置具有良好的补偿效果。     

采用专家决策的混合型无功补偿器

针对企业低压侧配电网大量感性无功设备消耗无功功率的情况而导致电能质量下降的问题,企业普遍采用并联电容器进行无功功率补偿,难以保证精度且可能伴随谐振发生。而DSTATCOM可以连续动态输出无功,但其成本较高,难以做到大容量运用。为实现高能耗企业低压配电网电气节能的目的,提出了一种兼顾DSTAT-COM快速无功补偿及TSC低成本大容量无功补偿优势的混合型无功补偿器。该系统由一台较小容量的DSTAT-COM和较大容量的多组TSC构成,其中DSTATCOM能实现快速连续无功调节,TSC实现无功的分级调节,二者协同工作实现低成本快速无级无功调节,仿真和实验结果表明了所提控制策略的正确性和有效性。     

混合无功补偿系统在风电场电网中的应用研究

根据风电场动态无功补偿装置在运行中存在的问题和风电场运行的特点,提出了一种混合无功补偿系统.对混合无功补偿系统的不同搭配方案和各种组合的优缺点进行了比较,并对采用同一控制器的磁控电抗器(MCR)和静止无功发生器(SVG)型混合无功补偿系统的系统组成和控制策略进行了分析.最后,对MCR和SVG型混合无功补偿系统在风电场电网故障时为风电场提供无功支撑的能力进行了仿真.仿真结果表明混合无功补偿系统能够为风电场提供更为合理的无功支撑,既具有较好的经济性,又能满足风电场不同运行工况对无功补偿的要求.     

一种低成本动态无功补偿装置及两级协同优化运行方法

为实现高能耗企业配电网低成本动态节能,提出了一种兼顾DSTATCOM快速无功补偿及TSC低成本大容量无功补偿优势的混合型无功动态补偿器.该新型拓扑结构由一台较小容量的DSTATCOM和较大容量的多组TSC构成.其中,DSTATCOM能实现快速连续无功调节,TSC实现无功的分级调节,二者协同工作实现低成本快速无级无功调节.在分析HVC基本工作原理的基础上,本文对HVC的控制方法进行了研究,提出基于专家决策的HVC复合控制策略,确保了HVC快速大容量地进行无功补偿.同时,本文对多组HVC装置同时工作时的优化运行问题进行了深入研究,提出利用两级协同优化补偿算法,获取各补偿装置的最优投运无功量,实现全局优化节能.基于上述思想,为某冶炼厂研制了低成本动态节能系统,运行结果表明该系统比传统无功补偿装置节能效果更佳,同时可推广应用于高压配电网.     

基于TSC与MERS混合无功补偿系统研究

对电力系统进行无功补偿是保证电力系统安全稳定运行的基本条件。在电力系统中,多采用机械投切进行无功补偿,一方面投切周期长,不适用于频繁操作,另一方面不能用于大容量变化补偿系统。因此,研究提出了基于TSC与MERS的大容量混合无功补偿系统,该系统是由多组TSC和一组MERS组成,采用TSC可以有效地提高开关频率,实现多级投切,避免在补偿过程中电压、电流冲击;采用MERS实现了无功连续调节,避免了由于电流谐波含量高造成的系统不稳定。通过对其工作原理和控制策略进行研究,并利用PSIM软件搭建理想情况下的仿真模型,通过对仿真结果进行分析,验证了该混合补偿系统的合理性和可靠性。     

模块化三电平SVG的并联控制

在大功率领域,单台静止无功发生器(SVG)由于容量限制,其应用也受到了很大制约。这里提出模块化三电平SVG的并联系统,采用基于额定补偿电流的比例限流控制策略及模块均流联合控制策略,保证每一单台SVG模块能安全运行于大容量系统中。在此基础上,研究了并联系统能稳定运行的条件。最后,通过两台SVG模块的并联运行验证了该系统设计和控制策略的可行性。     

基于SVPWM的静止无功发生器控制策略研究

考虑到实现和控制的经济实用性,针对低压配电网中静止无功发生器(SVG)的运行控制问题,提出了一种改进式控制策略,该控制策略有恒无功、恒电压两种控制方式,能满足不同用户、不同地区的功率补偿需求。其中,恒无功模式下的外环控制通过简单计算直接解耦q轴电流,避免了比例积分(PI)调节。通过在PSCAD/EMTDC中搭建的SVG系统仿真模型,对所提出的控制策略进行了仿真验证,并提供了大量的实验和仿真数据,仿真结果表明:依据该控制策略设计的SVG系统响应速度快,直流电压稳定性好,动态补偿性能优,同时实现简单,因而具有一定的实用推广价值。     

基于SVG+智能电容的混合式无功补偿系统研究与设计

为了实现低成本、精确地大容量无功补偿,设计了一种基于"SVG+智能电容"混合式无功补偿系统。系统由一台高精度补偿的小容量静止无功发生器(Static Var Generator,SVG)和多台智能电容组成。首先对混合系统中SVG的电流跟踪控制进行分析,针对PI控制对周期性信号跟踪性差和重复控制在负载突变时导致补偿电流畸变的问题,提出采用加权式并联型重复控制的电流跟踪控制策略。然后对整体系统的运行特性进行分析,给出系统无功分配控制方法。最后以TMS320F28335作为混合式系统的核心控制器,设计了一套混合式无功补偿系统。通过仿真和试验结果表明,混合无功补偿系统可以对无功电流进行有效的补偿。     

基于协调控制SVG的低压配网三相负荷不平衡治理技术

针对集中式静止无功发生器(SVG)补偿系统补偿效果单一、不含通信功能的分布式SVG补偿系统补偿容量不能智能分配的问题,提出基于协调控制SVG的低压配网三相负荷不平衡补偿系统。该补偿系统引入通信总线,采用协调控制方法,使低压线路下游接入的SVG可利用补偿其下游不平衡电流后的剩余容量,依次对上游SVG不足容量进行补偿,该补偿形成的逆向潮流可进一步减轻各节点的低电压问题。该补偿系统既可以充分利用各SVG的补偿容量,同时也综合地解决了配电变压器电流不平衡、节点低电压等问题。在Matlab/Simulink数字仿真软件下进行了该补偿系统补偿效果的仿真,结果证明了该补偿系统的准确性。在四种不同负荷情况下比较采用四种不同补偿系统的低压配网配电变压器二次侧不平衡电流和各节点电压降,结果表明该补偿系统的效果最佳。     

N+1混合无功补偿系统的研究

提出了一种采用N组电容器和1台静止无功补偿器构成的N+1混合无功补偿系统,电容器组采用2进制编码。给出了2进编码电容器组的投切策略和基于瞬时无功功率理论的静止无功补偿器的控制方法。与传统的电容器无功补偿结构相比,该混合补偿结构可实现连续无功补偿;与单独的静止无功补偿器相比,可大大降低成本。无功补偿案例的仿真结果验证了上述系统和方案的正确性和有效性。     

静止无功补偿系统电流开环矢量控制方案的研究

根据低压电力用户的动态无功补偿需求,对静止无功补偿系统（SVG）的控制策略进行研究,对常规的间接电流控制进行改进,提出一种电流开环矢量控制的方案,以改善动态性能。论述了其原理,利用MATLAB的SIMULINKI具对该系统进行建模和仿真,结果证明：SVG使用此控制策略能更加快速、准确地响应电网系统的无功功率变化,更好地实现对系统无功功率的动态补偿。     

牵引变电所群贯通供电系统负序补偿模型及控制策略

针对牵引变电所群贯通供电系统存在的三相电压不平衡问题,提出一种基于三相变压器与静止无功发生器(SVG)的负序集中补偿方案及控制策略.首先,根据牵引变压器的功率变换关系及不同的负荷情况,推导了2种模式下补偿装置对牵引负荷的补偿功率通用表达式.根据中国的电能质量标准,提出了以负序满意补偿为目标的双限值补偿方案,方案包括了模式选择方法、SVG容量配置方法及SVG运行方法.根据补偿方案,设计了带有模式判别的SVG双闭环补偿控制策略.然后,采用牵引变电所实测数据对补偿方案进行验证,证明了方案具有良好的补偿效果,与全补偿方案相比,所提方案需要的装置容量更小.最后,通过仿真证明了控制策略对负序补偿的有效性和较快的响应速度.     

基于SVG的双馈风电场电压稳定控制策略研究

双馈异步发电机(DFIG)在大规模风电并网环境下提供的无功功率无法满足并网需求。虽然引入固定电容器能够提供无功补偿,但系统受功率耦合的影响无法有效实时维持电压稳定。提出了一种静止无功发生器(SVG)与DFIG协调补偿无功的控制策略,同时引入电力系统稳定器(PSS)抑制系统的低频振荡,充分利用DFIG风电机组自身发出无功的能力,减少了SVG的配置容量。在MATLAB/Simulink软件仿真平台建立DFIG风电机组并网模型,仿真结果证实了此控制策略能够完成连续无功补偿,有效维持并网点电压稳定,增强系统输电能力。     

配电台区电能质量问题的混合补偿的研究

针对配电台区普遍存在的无功不足和三相不平衡的问题,本文分析了无功功率和三相不平衡调节的原理。结合现有的纯动态补偿装置以及电容器补偿在配电台区应用的优缺点,本文以动态补偿设备运行容量最小为优化目标,提出了采用相间补偿电容、分相补偿电容与动态补偿的混合补偿方案和优化控制策略。通过混合补偿等值网络模型的建立和分析,获得了混合补偿的相关规律和容量配置方法。结合仿真模型验证了该混合补偿的优化控制策略可实现纯动态补偿的一致的补偿效果,同时整机损耗降低2/3的经济运行特性。最后工程应用验证了混合补偿装置配置方法的正确性和优化控制策略的可行性。