基于多级注入式电流源变换器的STATCOM建模与控制

介绍一种新型的多级注入式电流源变换器,这种变换器主桥实现了零电流切换,消除开关损耗的同时降低了对吸收回路的要求,简化了变换器与交流系统的连接,在换向期间网侧不需要大容量的交流电容。建立了基于多级注入式电流源变换器的STATCOM的数学模型,对STATCOM的非线性数学模型进行局部线性化。通过分析给出了控制策略框图,利用PSCAD/EMTDC对所建模型进行仿真,结果表明,该结构的STATCOM具有良好的动态、稳态特性,并验证了所提出控制策略的可行性。     

基于改进检测法的STATCOM建模与仿真

静止同步补偿器(STATCOM)具有从感性无功功率到容性无功功率连续调节的功能,在电力系统中引起了广泛的关注。从静止同步补偿器的基本结构和工作原理出发,对STATCOM电流控制策略以及无功检测技术做了简单介绍,在瞬时无功功率理论的基础上对传统无功检测方法进行了改进,弥补了传统检测技术的局限性。采用直接电流控制和改进的无功检测方法在Matlab/Simulink仿真工具下建立了STATCOM的仿真模型,并对感性负载和容性负载分别进行了仿真。仿真结果表明,所设计的STATCOM具有良好的补偿效果。     

新型注入式多电平电流源型变换器的研制

给出了大功率应用场合下多电平注入式电流源变换器的拓扑结构和开关触发时序。该拓扑通过控制与多抽头电抗器相连的开关器件,产生一定规律的多电平电流注入到常规12相主桥变换器中。主桥开关器件1个电网周期开关1次,开关频率低,将具有一定规律的电流波形注入2个并联主桥,不仅降低了一次侧交流输出电流的谐波畸变率,而且实现了主桥零电平换相。实验装置采集波形与PSCAD/EMTDC仿真波形吻合。     

基于多绕组变压器隔离型变换器的链式STATCOM研究

提出了一种新的STATCOM主电路拓扑结构,它由N个级联的多绕组变压器隔离型变换器构成,每个多绕组变压器隔离型变换器由1个多绕组变压器和M个变换器构成,每个多绕组变压器的M个副边绕组与M个变换器相连,M×N个变换器公用一个电容。所提结构由于同时避免了单个器件的串联和并联,从而有效地提高了装置的可靠性;采用载波移相的SPWM调制策略可同时优化输出电压和输出电流的谐波性能。所采用的多绕组变压器的副边绕组之间不需要错相位,错相位由变换器的控制器完成。给出了一种恒无功运行模式下的解耦控制方案。基于Matlab/Simulink的仿真结果证明了所提结构的良好性能和所提控制策略的有效性。     

10kV链式SVG的谐波控制策略仿真研究

正分析了10 kV链式SVG的数学模型,在谐波旋转dqn坐标系下的基础上对其谐波控制策略进行了研究。结合SVG的大电抗特点,提出了一种新型SVG特定次谐波补偿的简化算法。介绍了此种谐波算法的原理与实现方案,最后进行了PSCAD仿真分析,仿真结果表明,该控制策略具有良好的动态响应。随着电力电子器件的广泛应用,电能质量问题日益突出,主要体现在电压波动、功率不平衡及谐波含量大等现象。目前,高压系统无功补偿、谐波补偿是分开的。无功补偿主要有SVC(以晶闸管为功率器件)、SVG(以全控型器件为功率器件);谐波补偿主要     

基于多级电压注入式STATCOM装置的性能研究

对一种新型的多级注入式电压源型变流器进行分析和研究。它可以进一步消除谐波,解决可串接开关技术的动态电压平衡问题,大大提高了高功率变流器的运行效率和可靠性。同时它结合了二极管嵌位多级变流器、多级注入式VSC以及软开关的优点。它可以作为一个理想的STATCOM装置使用,在仿真中,使用了EMTDC-PSCAD进行了稳态、动态的详细分析。证实了它能大大减小谐波含量,降低开关损耗。     

STATCOM与SVC的性能比较与应用分析

分析了静止同步发生器(static synchronous compensator,STATCOM)与静止无功补偿装置(static var compensation,SVC)的工作特性与基本原理;对STATCOM与SVC的性能从多角度进行了比较。得出STATCOM具有响应速度快、控制方法先进、谐波含量少等优点,并对实际应用做了分析和介绍。指出了STATCOM是无功补偿与谐波抑制综合技术的发展方向,也是电能质量研究的重点内容。     

基于复合控制的改进型级联STATCOM控制策略

作为当前广泛应用的无功补偿装置,静止同步补偿器(STATCOM)在进行无功补偿的同时,还可以实现对谐波及不对称分量的补偿功能。STATCOM进行多目标补偿时,比例积分(Proportion-Integral,PI)控制难以实现对谐波及不对称分量的无静差控制。为此,提出将一种改进型重复控制技术引入谐波及不对称分量的跟踪控制中,建立了基于重复控制和PI控制的复合控制器的模型,该控制器既可实现对直流信号的快速跟踪控制,又能显著加快对交流信号的响应速度。针对特征谐波的选择性补偿,采用dq坐标变换及递归傅立叶变换(DFT)相结合的电流检测方法。最后,基于多FPGA控制架构搭建了基于H桥的级联STATCOM仿真与实验平台,并通过仿真及实验来验证控制策略的合理性。     

静止无功发生器的控制策略及仿真分析

随着国家和社会经济的快速发展,配电网负荷变得更具多样性,传统的补偿设备已不能满足用户对电能质量日益增长的需要。针对配电网中存在的无功补偿和谐波抑制问题,本文应用先进的静止无功发生器,采用电流直接控制策略,设计一种基于i_d-i_q法的无功参考电流的检测方法。搭建了MATLAB仿真模型,仿真结果表明,该装置对谐波有良好的抑制效果,提高了系统的功率因数,维持了系统的稳定性。     

基于改进复合控制的模块化多电平STATCOM环流抑制策略

随着电网对无功补偿装置电压等级要求的提高,基于模块化多电平变流器的STATCOM逐渐成为研究热点。本文针对MMC自身运行机理在其桥臂上产生的严重环流问题展开研究。首先,利用开关等效模型建立了MMC变流器的数学模型,并在此基础上分析了环流的产生机理及影响。据此,提出了一种重复控制+比例积分控制的复合控制的环流抑制方法,同时在MMC数学模型的基础上,利用小增益原理对重复控制器的稳定性进行了分析,并给出了衰减函数和超前补偿环节的设计方法。最后,利用搭建的MMC-STATCOM仿真模型对所提环流抑制策略及稳定性分析的可行性和有效性进行了验证。     

STATCOM电能质量综合治理方案及仿真分析

随着非线性负载在电网中的日益增多,为电网注入了大量的谐波电流,如何解决谐波污染问题成为了一个紧要的课题。静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)能够同时实现无功补偿与治理电流谐波,且运用广泛,技术成熟,是一种切实适用的电能质量综合治理方案。分析了STATCOM进行无功补偿以及谐波电流补偿的原理及控制策略,并就电网向非线性负荷供电问题建立模型,运用PSCAD进行仿真。仿真结果表明,STATCOM能够良好的补偿无功与谐波电流,能够对电能质量进行综合治理。     

STATCOM在电弧炉补偿中的控制策略及仿真分析

在冶金工业中使用的电弧炉可引起电网三相负荷不平衡,产生谐波引起电流闪变,严重影响电网电能质量。静止同步补偿器（Static Synchronous Compensator-STATCOM）因其具有其快速响应的特性而成为电弧炉负荷动态补偿的理想选择。对一种用于补偿电弧炉的STATCOM提出滞环电流控制策略,通过对电弧炉的V-I特性曲线采用分段线性逼近的方法建立其时域模型,并在MATLAB/Simulink中进行了仿真分析。仿真结果表明所提出控制策略较PWM控制易于实现,明显地减轻了冲击负荷对电网电压的影响,基本消除了低次谐波,达到了改善系统电能质量的目的。     

一种新型电流源型变换器

对直流纹波注入的概念进行了介绍,在此基础上对基于多电平注入式的新型电流源型变换器进行了分析,并且基于PSCAD/EMTDC的软件环境下进行了仿真分析。通过对九电平注入仿真波形的分析,总结了此新型拓扑结构和仿真波形特点,给出了具体的触发方法。此新型电流源型变换器融合了多电平、谐波注入和软开关的技术,不仅为主桥开关的切换提供了安全可靠的零电流条件,而且具有很好的谐波抑制能力,减少了交流侧安装大容量交流电容作为吸收电路的不便。由于注入电流的多级变换,所以减少了对注入开关容量的要求。     

基于特征次谐波电流控制的STATCOM控制器仿真研究

针对目前静止同步补偿器(STATCOM)难控制、难指定特征次谐波的特点,提出了一种基于特征次谐波的电流解耦控制策略。该策略采用基于锁相环的单次谐波检测方法,将无功、有功解耦控制方法拓展应用到特征次谐波检测,从而可快速精确地检测出特征次谐波并进行补偿控制。仿真结果证明所提方法的正确性及有效性。     

三相电流源型STATCOM的无锁相环控制策略

为了解决传统锁相环控制只能获取电网电压角频率,而没有考虑电网电压的相位,锁相不精确,影响整个系统的控制性能等问题,提出一种适用于电流源型STATCOM的无锁相环控制策略。该策略对三相电网电压进行坐标变换,并根据各坐标系之间的关系得到与电网相电压同步旋转的相角,能够实时、精确地检测到电网电压的频率和相位角。详细论述了该控制策略,并在Matlab/Simulink中搭建系统仿真模型。仿真结果验证了该控制策略的有效性,同时表明该控制策略具有提高系统的检测精度,加快系统的动态响应速度等优势。     

基于不对称分析的高压链式STATCOM的低压穿越控制策略

作为新能源电站的主要无功补偿和电压支撑设备,高压链式静止同步补偿器(STATCOM)也需具备低电压穿越的能力,特别是三相电网电压不对称故障的低压穿越能力。为解决此难题,采用对称分量法分别分析了电网侧和换流链侧,并推导出数学公式,结合该公式提出了一种基于负序电流注入的高压链式STATCOM的低电压穿越控制策略。该策略包含了控制算法和控制逻辑,能够满足三相电网对称以及不对称下的跌落工况。通过仿真和试验,验证了该方法的有效性,并将其应用于工程实践中。     

三相STATCOM的电流控制与谐波消除技术

STATCOM是柔性交流输电系统中重要的电力电子装置 .本文对STATCOM在电力系统中应用的相关问题作了一些探讨 ,在介绍了STATCOM工作原理之后 ,进一步分析了电流控制方法 .为了在不增加额外设备的前提下消除STATCOM自身的谐波 ,还介绍了主电路的多重化技术及曲折变压器联接方式 .最后为了验证所述控制方法的可行性 ,给出了仿真试验结果