50MVA静止同步补偿器链节的等价试验

50MVA新型静止无功发生器(StaticSynchronousCompensator,STATCOM)采用IGCT链式逆变器。为了有效地对装置进行型式试验,需要对大容量链节进行等价额定工况运行试验及过电流保护试验。等价额定工况运行试验采用所谓的背靠背运行试验方法,两个被试验链节输出通过一个连接电抗相连,通过控制两个链节输出电压相位角来控制链节间交换的无功功率方向和大小,损耗由连接到其中一个链节直流侧的外接直流电源提供。等价过电流保护试验通过链节带感性负载进行。文中给出了背靠背试验、等价过电流保护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。     

基于链式逆变器的大容量STATCOM的直流电压平衡控制

结合50 MVA STATCOM的研制,建立了基于链式逆变器的STATCOM直流电容电压稳态数学模型,揭示了电容电压不平衡现象产生的机理,分析了控制直流电压平衡的手段,提出了一种基于直流母线能量交换的直流电压平衡控制方法.分析了基于交流电源母线能量交换的直流电容电压平衡控制方法的原理,提出了最大(或最小)电容电压跟踪的平衡控制方法,并在50 MVA STATCOM的PSCAD模型和±18 kvar STATCOM的实验模型上进行了仿真研究.仿真和实验结果验证了稳态模型以及所提出的控制方法的正确性和可行性.     

链式STATCOM的数学模型

数学模型的研究对于装置性能的研究、主电路参数设计和控制系统设计具有重要意义。该文通过傅立叶分解的方法，建立了链式STATCOM的数学模型。该模型正确反映了暂态过程中，基波电流有功分量、基波电流无功分量和电容电压平均值的变化规律。基于PSCAD的仿真验证了模型的正确性。该文还基于该模型讨论了链式STATCOM开环响应时间常数与主电路参数之间的关系。     

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。     

IGCT和IEGT——适用于STATCOM的新型大功率开关器件

硬驱动概念的出现极大地改进了门极可关断晶闸管（GTO）的关断性能,并导致了集成门极换向型晶闸管（IGCT）的出现。IGCT在GTO技术的基础上,采用新技术集成了硬驱动门极驱动电路及反并联二极管,使器件不需关断吸收电路、可靠性更高、工作频率更高,易于串联工作。电子注入增强门极晶体管（IEGT）是东芝公司于1993年开发出的新一代电力电子器件。它具有通态压降低、门极驱动简单、开关损耗小、串联运行容易等诸多优点。IGCT和IEGT将逐步取代GTO广泛应用于中等电压大容量变流器中。文中简要地介绍了IGCT和IEGT的基本结构、工作原理、性能比较,以及在静止补偿器和逆变器中的应用情况。     

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。     

IGCT在大功率电压源逆变器中的应用

介绍了IGCT的性能特点及使用中应注意的事项,给出了IGCT在两电平逆变器及中点箝位三电平逆变器应用中箝位电路的参数设计方法,分析了IGCT在中点箝位三电平逆变器应用中需要施加外触发的原因,给出了IGCT在6 kV高压变频调速中的应用情况。     

IGCT变频器在矿井提升机调速系统中的应用

着重介绍了IGCT大功率三电平变频器在煤矿主井提升调速系统中的应用,分析了提升机电控系统中运用IGCT三电平逆变器的工作原理。IGCT变频器可以做到大功率、高电压,使提升机电控系统可靠性更高,输入、输出的功率因数为1,减少了电网的谐波污染,使提升效率明显高于同类型设备,能耗大幅度下降。     

用于STATCOM中的改进RCD吸收电路

基于传统的RCD吸收电路,提出了一种改进的RCD电路。该电路结构简单,现在已被新开发的±500 kvar STATCOM所采用。现场试验结果表明它能有效限制三电平逆变器中GTO的过电压,并在GTO开关过程中运行效果良好。     

基于链式逆变器的50MVA静止同步补偿器的直流电压平衡控制

结合 50MVA 静止同步补偿器的研制,建立了基于链式逆变器的 STATCOM 直流电容电压稳态数学模型,揭示了电容电压不平衡现象产生的机理,分析了控制直流电压平衡的手段,提出了一种基于直流母线能量交换的直流电压平衡控制方法。分析了基于交流电源母线能量交换的直流电容电压平衡控制方法的原理,提出了最大(或最小)电容电压跟踪的平衡控制方法,并在 50MVA STATCOM 的PSCAD 模型上进行了仿真研究及在±18kvar 物理模拟装置上进行了实验。仿真结果及实验结果验证了稳态模型以及所提控制方法的正确性和可行性。     

100MVA级静止同步补偿器的可靠性分析

为分析高压大容量STATCOM的可靠性,以南方电网35kV/±200MVA链式STATCOM为研究背景,采用"金字塔"综合评估模型对STATCOM的核心部分即阀组单元和主电路结构进行了可靠性建模和预估。针对由于高压大容量STATCOM运行数据缺乏和结构单一导致的存在可靠性分析结果准确度不高的问题,在STAT-COM试验和现场数据相对缺乏的条件下,采用Bayes信息融合法对STATCOM的主电路结构的k/n(G)系统模型进行了相关的可靠性分析。该方式的预估结果与现场运行结果相符,证明其可以提高了系统可靠性预估的准确性。最后指出,对现场试验信息的和运行数据进行完整有规律地统计和整理是今后STATCOM可靠性研究的重点工作之一。     

STATCOM无功电流的灰色预测控制

针对模型参数变化和噪声干扰的STATCOM单机无穷大系统,提出了一种无功电流灰色预测控制方案。根据STATCOM装置级非线性数学模型,建立了系统无功补偿电流的控制模型,采用GM（1,1）模型预测无功电流和系统灰量,将无功电流灰色预测控制引入到PID控制中。运用灰色系统理论进行预报,具有不必完全知道被控对象结构、参数和特性的优点,这对于像STATCOM这样大型非线性系统的预测控制实现非常有利。仿真结果表明,该方法比传统的PID控制具有更强的跟踪能力和鲁棒性。     

50kvar用户端STATCOM主电路参数的设计

静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)是一种应用广泛、性能非常好的动态无功补偿装置。介绍了用户端STATCOM的基本原理及直接电流控制方法,给出了50 kvar容量STATCOM的主电路参数选择的方法;通过实验证明STATCOM具有良好的无功补偿效果和动态补偿性能。     

三角波移相电流控制法及其在STATCOM中的应用

将载波移相正弦脉宽调制（CPS—SPWM）电压控制法中的载波移相方法应用到三角波比较电流控制法中形成一种新的控制方法——三角波移相电流控制法。通过简化模型的simulink仿真结果详细介绍了三角波移相电流控制法的基本原理。通过simulink仿真,论述了三角波移相电流控制法应用于STATCOM的可行性及优越性。对比了采用CPS—SPWM电压控制法和采用三角波移相电流控制法的STATCOM在输出电流和暂态响应上的不同。     

50kvar用户端STATCOM主电路参数的设计

静止同步补偿器（Static Synchronous Compensator,STATCOM）是一种应用广泛、性能非常好的动态无功补偿装置。介绍了用户端STATCOM的基本原理及直接电流控制方法,给出了50kvar容量STATCOM的主电路参数选择的方法;通过实验证明STATCOM具有良好的无功补偿效果和动态补偿性能。     

STATCOM与发电机励磁和汽轮机调门非线性协调滑模控制研究

基于单机无穷大系统,建立了静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)的数学模型,设计了变结构协调控制器.采用直接反馈对系统进行全局线性化,运用变结构控制方法,设计了STATCOM无功电流与发电机励磁、汽轮机调门的非线性滑模协调控制器,可以同时满足发电机励磁、汽机调门与STATCOM装设处电压稳定要求.对单机一无穷大系统进行了数字仿真,结果表明控制器能有效改善系统稳定性.     

H桥级联型STATCOM启动策略研究

针对H桥级联型静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)启动过程中预充电阶段存在的问题,在对采用不控整流方式预充电过程分析的基础上,提出一种改进的预充电控制策略。该控制策略自预充电阶段对装置各开关器件进行控制,使装置能够最大化吸收电网提供的有功功率,提高预充电阶段直流侧电压的稳态值,保证装置在整个启动过程处于可控状态。仿真和实验结果验证了改进的预充电控制策略的有效性与可行性。     

级联STATCOM阀组直流侧电压不平衡现象及原因分析

在级联H桥静止同步补偿器（STATCOM）研究实验过程中,发现各相阀组间存在直流侧电压不平衡,且阀组间直流侧电压不平衡度随着补偿电流的增大有增大的趋势。阀组间的直流侧电压平衡,对于级联H桥STATCOM的安全运行以及性能均具有重要意义,但尚未有阀组间直流侧电压不平衡的原因分析。文中通过对系统电压的正负序分解,分析了级联...