无功和三相负荷不平衡的序分量法补偿控制

将静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)并入电网来补偿无功功率和配电网三相负荷不平衡。通过对称分量法和叠加原理,对配电网三相负荷不平衡情况下正序、负序等效电路进行分析,提出一种新的正、负序补偿电流叠加补偿控制方法。正序控制环采用δ-θ控制,实现配电网无功功率补偿和保持STATCOM直流侧电压稳定;负序控制环采用φ-θ控制,实现STATCOM补偿三相负荷不平衡产生的负序电流,使电网侧三相负荷保持平衡。仿真和实验结果表明,该方法可以有效地补偿电网无功功率和三相负荷不平衡。     

基于瞬时对称分量法的三相四线制D-STATCOM控制研究

配电网中三相负载不对称,会导致三相电流电压不对称。基于瞬时对称分量法对三相电压和电流量进行分解,提出了一种新的正序、负序和零序电流直接控制方法,应用于三相四线制配电网并联型D-STATCOM(配电网静止同步无功发生器)。正序电流控制使D-STATCOM发出电网中需要补偿的无功电流和谐波电流;负序、零序电流由abc坐标系转换到dq0同步旋转坐标系与期望值0做差进行控制,用以补偿三相负荷不平衡。仿真结果表明,所提出的控制方法可以使D-STATCOM有效补偿配电网三相负荷不平衡,提高配电网功率因数,同时消除非线性负荷引起的电流畸变。     

非线性电力系统中对称分量法的应用

运用对称分量法原理对经过Furrier变换后的三相不对称,非正弦电压和三相线性不平衡负载电流进行分解,并与其他功率理论方法如电流物理份量法和瞬时无功功率理论对系统的功率现象和定义进行分析和比较.通过比较可见在频域上,对于线性负载系统,应用对称分量法对所有三相四线电压不对称,负载不平衡的线性系统的分解与定义较其他的功率方...     

基于对称分量法的变压器谐波传输特性研究

基于对称分量理论,利用变压器的谐波模型,对三相不平衡系统中的谐波传输进行了研究,重点考察了变压器接线方式对谐波传输的影响;并在此基础上,提出了综合电压不平衡度。仿真和实测数据验证了对称分量理论在分析谐波与负序相互作用时的正确性和可行性。     

基于虚拟磁链的静止同步补偿器直接功率控制策略研究

提出了一种基于虚拟磁链的直接功率控制策略,结合电压空间矢量调制技术,能够对固定开关频率的三相静止同步补偿器实现功率无差控制:根据当前电压、电流采样值及有功、无功计算值,推算出静止同步补偿器输出的电压控制值,使得控制结束时的有功、无功功率误差为零;深入研究了电网电压不平衡度对静止同步补偿器运行稳定性的影响,确定了静止同步补偿器正常运行所能承受的最大电压不平衡度。该方法无需旋转坐标变换和PI控制,简化了控制器的设计。仿真结果验证了该方法的可行性与有效性。     

电网不对称故障下VSC-HVDC系统的直接功率控制

针对在电网传输线路发生不对称故障时,采用稳态的电压源换流器高压直流输电(VSC-HVDC)系统控制算法将引起直流电压波动,交流电流畸变等问题,提出采用改进的直接功率控制(DPC)算法对VSC-HVDC系统的稳态和暂态过程进行控制。该方法以瞬时无功功率理论和dq变换为基础,通过实时控制电压源换流器(VSC)系统输入输出功率平衡,从而完成系统的交直流功率传输。对于不对称故障时直流电压出现的波动问题,通过对输入的瞬时功率进行分解,采用正序功率和相位作为控制信号对电压波动进行抑制。最后,通过PSCAD软件对所提出的控制算法进行系统仿真,从仿真的结果看出当系统故障时,改进的算法能够有效的抑制直流电压的波动,降低电流的谐波含量。同时也验证了该算法不仅能够很好的完成系统的稳态和暂态的过程控制而且能够有效隔离电网故障增强电网的稳定性。     

基于瞬时对称分量法的电网无功补偿方法

针对电网无功补偿需测量相角,无法实现实时补偿的问题,提出一种实时求取系统无功功率的方法,它将瞬时无功理论和对称分量法相结合,利用实时序分量功率实现系统无功补偿,并将其应用在有电弧炉的配电网系统中。MATLAB仿真表明:该方法可以实现三相不平衡系统的无功功率补偿且没有时间延迟,从而保证了无功功率的稳定,解决了无功功率波动引起的电压波动问题。     

四桥臂逆变器控制方法的研究

提出一种基于瞬时对称分量法的四桥臂逆变器控制方法,该逆变器在带三相不平衡负载的情况下,可提供三相平衡电压。瞬时分量法可将三相电压和电流分解为瞬时的正序、负序和零序分量,并在各自的参考系中转变为直流信号,再分别加以PI控制。这里介绍了控制器设计的详细推导过程和软件实现。最后,给出基于TMS320F2812控制的实验结果,验证了该方案的正确性和可行性。     

不平衡电网电压下光伏并网逆变器滑模直接电压/功率控制策略

不平衡电网电压下,光伏并网逆变器的输出功率和输出电流都将产生波动,给电力系统的稳定运行造成不利影响。根据光伏并网系统的数学模型,提出了光伏并网逆变器基于滑模控制的直接电压/功率控制策略。该控制策略可在电网电压不平衡时有效抑制并网逆变器输出有功功率和无功功率的波动。根据光伏并网逆变器输出功率和正、负序电流的关系,提出了以消除负序电流为控制目标的改进控制策略。此外,为提高系统的运行性能,提出了功率电流协调控制策略。最后,对所提出的控制策略进行了仿真分析,仿真结果验证了所提出控制策略的有效性。     

不平衡情况下基于新型正负序分量检测的多电平逆变器控制策略

电网电压不平衡情况下的系统控制策略是大规模光伏系统并网运行需要解决的关键问题之一。分析了电网电压不平衡情况下光伏系统的输出功率流,在此基础上推导出并网电流参考指令。提出一种新的检测正序、负序分量的方法—模值检测法,该方法基于电网电压矢量的模值和正序、负序矢量的模值之间的数学关系,在αβ坐标系下实现了电网电压正序、负序分量的检测。该方法具有几何概念清晰、计算量小的优点。最后在电网不平衡情况下对系统控制方案进行了仿真验证,仿真结果验证了提出方法的有效性。     

基于瞬时对称分量法的中性点不接地电网电压互感器暂态过电流分析

引入计及损耗的电压互感器非线性模型,采用瞬时对称分量法推导了中性点不接地电网发生单相接地故障期间和故障消失后电压互感器的暂态过电流表达式,发现该电流由正常运行状态下的正序励磁电流和衰减的零序过电流组成。通过MATLAB/Simulink仿真分析了系统在单相接地故障期间及故障消失后、不同消弧线圈补偿方式下的电压互感器暂态过电流。仿真结果表明,系统发生单相接地故障时,电压互感器中的暂态过电流主要与其励磁特性的非线性有关;单相接地故障消失后,在电压互感器中产生较大的励磁过电流,包含受系统零序网络影响较大的稳态分量和衰减暂态分量。由此提出可通过改变系统的零序参数来抑制电压互感器的损坏。     

基于对称分量法的调相机定子故障特征分析

传统同步调相机定子绕组匝间短路故障机理分析方法通常认为电机定子电流接近三相对称,并以此为基础建立同步调相机故障电流的数学表征。但是,一旦发生定子绕组匝间短路故障,同步调相机三相定子电流的对称性将遭到破坏,使得传统故障机理分析方法所建立的数学表征无法准确反映电机内部电气量的变化。该文通过引入对称分量法,建立了故障后同步调相机瞬时有功功率与无功功率的数学模型,提出利用瞬时有功/无功功率中的二次谐波进行定子绕组匝间短路故障诊断。仿真和实验的结果表明：相较于利用定子电流三次谐波与基波幅值之比诊断故障的传统方法,所提方法在轻微故障状态下能提高至少7倍的诊断灵敏度,更易完成早期故障诊断。同时,所提方法中的故障特征量不受同步调相机工况和故障位置的影响,具有强鲁棒性。     

一种基于方向元件的微网保护控制方案

随着新能源利用的不断提高,微电网受到了越来越多的关注。在微网孤岛运行结构特点研究基础上,提出了一种基于负序方向元件的微网孤岛运行保护方案。该方案只需比较保护安装处的负序电压与电流的相角差即可判别故障方向,且具有很好的抗过渡电阻能力。基于PSCAD/EMTDC搭建的仿真模型验证了结论的正确性。     

基于预测模型的STATCOM功率控制策略建模与仿真

将基于预测模型的功率控制策略(Predictive power control,PPC)应用于静止同步补偿器(Static synchronous compensator,STATCOM)中,来解决传统直接功率控制策略中存在的功率脉动过大、开关频率不固定等问题。在分析STATCOM基本结构的基础上,结合实际数字处理系统离散运行的特点,推导出STATCOM系统的功率预测方程,构建一个使k+1采样点功率跟踪误差最小为目标的占空比求取函数,然后利用SVPWM技术调制出波形控制(Voltage source inverter,VSI),以达到系统的稳定运行。最后,使用Matlab搭建了STATCOM系统仿真模型,仿真结果表明所提PPC策略有效地抑制了系统的功率脉动、恒定系统的开关频率,同时其保留了传统DPC策略高动态响应的优异特性。     

基于粒子群优化PID的D-STATCOM控制研究

为了实现配电网无功功率的动态补偿,提出了一种配电静止补偿器（D-STATCOM）电压控制的新方法—基于粒子群优化PID的直接电压控制。该方法利用瞬时功率平衡的思想获取电压指令信号,使用该控制方法进行优化控制,使得D-STATCOM能够维持系统公共连接点的电压稳定在给定值附近,而且对主要参数的扰动具有鲁棒性。仿真结果表明,该控制方法有效可行。     

用于不平衡补偿的变压器隔离型链式D-STATCOM的研究

针对大容量冲击性负荷所带来的不对称、电压波动和闪变等电能质量问题,提出了基于变压器隔离型链式逆变器的D-STATCOM,用于对冲击负荷的快速补偿。首先针对主电路拓扑结构特点,提出了基于载波移相的空间矢量调制策略;针对不平衡负荷特点,采用基于双d-q变换和对称分量法计算补偿线电流,并提出了补偿相电流的优化设计方法来提高D-STATCOM的补偿能力。提出了瞬时电流分相控制方法,可以使D-STATCOM的输出快速地跟踪参考补偿电流以提高响应速度。在所建立的10kVA物理样机上的试验结果验证了所提方法的有效性。     

基于非线性自抗扰方法的电压型整流器直接功率控制策略

电压型PWM整流器是一非线性、多变量、强耦合系统,对外界扰动和系统参数变化比较敏感。其直接功率控制策略有功率因数高、交流侧谐波低和算法简单的优点,但当有扰动时,控制效果不理想。针对该问题设计了一阶非线性自抗扰控制器来改进传统的控制策略,包括安排过渡过程,利用扩张状态观测器将外界扰动和系统内部扰动归结为总扰动,然后利用非线性反馈控制进行控制。最后,仿真结果表明当系统发生扰动时,改进后的控制策略较原控制策略具有更强的鲁棒性,控制效果理想。