静止同步补偿器偏磁控制方法

静止型无功补偿器(STATCOM)对其控制系统的研究和设计是保持系统稳定和正常运行的一个重要方面。分析了偏磁对STATCOM运行的影响及危害;提出了一种有效的偏磁控制方法及其程序实现,减小了因偏磁而产生的二次谐波,提高了STATCOM输出电压的质量和运行可靠性;针对某±500 k Var的STATCOM工程进行仿真,其结果验证了此补偿方法的有效性和必要性。     

统一潮流控制器中逆变器的特定谐波消去调制方法研究

以统一潮流控制器为研究对象，针对其逆变器输出的线电压中可能含有的谐波成分，设计出一种变压器接线方式，通过这种变压器接线方式，逆变器输出的线电压中的一些谐波成分将会被抑制。同时将特定谐波消去调制技术应用于统一潮流控制器逆变器的控制中，可将变压器接线方式所不能消除的谐波成分中的低次谐波成分消除掉。     

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。     

混合级联逆变器在STATCOM中的应用研究

随着多电平逆变器在电力系统无功功率补偿领域的广泛应用,为了对目前应用的静止同步补偿器（STATCOM）进行改进,提出了将2H桥与3H桥混合级联逆变器作为STATCOM的拓扑,运用EPWM进行调制的解决方案。该方案可以省去庞大笨重的变压器,减小功耗,降低输出谐波含量。文章对基于混合级联逆变器的STATCOM的工作原理进行了分析,在完成理论研究的基础上,利用电力电子仿真软件Simplorer进行了仿真研究,仿真结果表明,混合级联STATCOM具有输出波形质量好、动态响应速度快的优点。     

静止同步补偿器（STATCOM）示范工程电气二次系统设计分析

文中介绍了南方电网静止同步补偿器（STATCOM）示范工程（简称STATCOM工程）的工程规模、接线方式、电气二次系统的关键技术及设计要点。重点阐述保护系统分层分级的配置方式,通过仿真计算验证不配置35kV母线保护的可行性,对比不同的监控及远动系统配置方案并指出每个方案的工程应用范围,介绍其他二次系统的设计及实现方法等等,为后续的STATCOM工程提供参考。     

十一电平STATCOM的FFS-SHM控制方法研究

提高STATCOM装置的容量是STATCOM装置主电路设计所要面对和解决的问题。针对十一电平的大容量STATCOM逆变器,采用基频开关法投切电力开关器件,同时采用选定次谐波最小化方法消除低次谐波,可以使STATCOM的开关器件利用率提高,能量损耗小,谐波含量低。仿真实验验证了该方法的有效性和正确性。     

不平衡工况下配电网STATCOM的控制策略

针对系统电压不平衡对静止同步无功补偿器(STATCOM)运行的影响:直流侧电容会产生2倍频的电压波动;交流侧输出3次谐波电压和电流.影响STATCOM的输出性能及安全运行的问题.提出了解决方法和策略.STATCOM主要由直流侧电容、二电平逆变器和连接电抗器等组成.为改善STATCOM的运行特性.采取增大STATCOM直流侧电容容量的方法来抑制3次谐波电流:认为抑制3次谐波唯一的途径在于改进开关函数.采用新的开关函数后,STATCOM逆变器输出电压与直流侧电容两端电压的波动无关.实现了抑制3次谐波电流的目的;采用负序电压前馈控制策略.即采用不平衡控制策略.使得STATCOM逆变器的负序电流为零,达到抑制负序电流的目的.采用Matlab对所提出的方法和控制策略进行了仿真.结果表明.所提方法正确且策略有效.     

基于链式STATCOM的三相不平衡负载的平衡化补偿

链式STATCOM由于具有分相控制能力、输出无功电流谐波含量低、响应速度快等优点而适合于不平衡负荷的平衡化补偿。给出了采用链式STATCOM实现平衡化补偿的主电路结构及电压-无功综合控制方法。三相补偿电流相量采用对称分量法通过矢量变换获得,单相无功功率采用单相瞬时无功功率算法得到,链式逆变器采用特定谐波消除PWM算法(SHE-PWM)以保证输出无功电流的谐波总畸变率小于5%,同时保证直流侧电容电压的稳定。对所给出的补偿方法进行了仿真研究,结果验证了链式STATCOM进行快速平衡化补偿的能力。     

基于链式STATCOM的三相不平衡负载的平衡化补偿

链式STATCOM由于具有分相控制能力、输出无功电流谐波含量低、响应速度快等优点而适合于不平衡负荷的平衡化补偿.给出了采用链式STATCOM实现平衡化补偿的主电路结构及电压-无功综合控制方法.三相补偿电流相量采用对称分量法通过矢量变换获得,单相无功功率采用单相瞬时无功功率算法得到,链式逆变器采用特定谐波消除PWM算法(SHE-PWM)以保证输出无功电流的谐波总畸变率小于5%,同时保证直流侧电容电压的稳定.对所给出的补偿方法进行了仿真研究,结果验证了链式STATCOM进行快速平衡化补偿的能力.     

基于单相STATCOM的不平衡负荷平衡化补偿的仿真研究

单相STATCOM由于具有输出无功电流谐波含量低、响应速度快等优点而适合于不平衡负荷的平衡化补偿。文中给出了采用单相STATCOM实现平衡化补偿的两种主电路结构及电压-无功综合控制方法。三相补偿电流相量采用对称分量法通过矢量变换获得，单相无功功率采用单相瞬时无功功率算法得到，单相逆变器采用特定谐波消除PWM算法(SHE-PWM)，以保证输出无功电流的谐波总畸变率小于5％，同时保证直流侧电容电压的稳定。对所给出的补偿方法进行了仿真研究，结果验证了单相STATCOM进行快速平衡化补偿的能力比较强。     

双三点式STATCOM的电压电流波形分析

对双三点式STATCOM在基频调制方式下的电压和电流进行了理论分析,给出了相应的解析表达式。并利用Matlab/Simulink对STATCOM的电压和电流波形进行了仿真分析。理论和仿真分析结果的一致性证明了所提出的理论分析方法是正确、有效的。最后,对STATCOM的电压和电流谐波特性与电感和电容参数的关系进行仿真分析的结果表明,直流侧上下电容电压以3倍于基波的交变频率在平均值上下波动,且其波动范围随电感和电容值的增加而减小;当电感较大时,交流侧输出电压和电流的谐波畸变率受直流侧电容的影响很小,而当电感较小时,输出电压和电流的谐波畸变率随电容值的增加而减小。     

采用GTO逆变器的±20 Mvar STATCOM

介绍了河南省电力局与清华大学联合研制的±20 Mvar静止补偿器(STATCOM)。该装置采用4重共48只GTO的电压型逆变器以消除输出电压中12 k±1（k=1,2,3…）次以外的谐波,GTO单管容量为4.5 kV/4 kA。设计了一种新型的GTO过电流保护、GTO关断过电压吸收电路及直流过电压抑制方法。控制器采用双机热备用结构,其采样、控制计算及脉冲发生器均采用基于32位数字信号处理器TMS320C31的高速数字控制方式。该装置已于1999年4月投入现场试运行,结果证实了文中所给出的各种设计方法的正确性及可行性。     

基于拓扑建模法的STATCOM谐波特性分析

介绍了STATCOM拓扑展开原理,根据STATCOM装置的性能考虑开关频率和误动作等对STATCOM进行拓扑建模,展开成4个拓扑区间进行谐波分析。利用Matlab软件编写程序求出STATCOM的输出电流以及直流侧电容电压,并画出波形。同时由得出的输出电流作为输入源进行FFT变换得到输出电流的幅频特性,结果表明含有较大的3次和5次谐波,为实际工程应用提供参考。     

四桥臂三相逆变器的特定谐波消除控制

提出了四桥臂三相逆变器的特定谐波消除控制(selected harmonic elimination ，SHE)方案。传统的SHE思想利用傅里叶分析建立消除低次谐波的方程，在单相逆变器和三桥臂三相逆变器中得到较广的应用，该文将SHE思想扩展应用于四桥臂三相逆变器中。4个桥臂开关管的控制脉冲产生思路为：①逆变器的3个桥臂采用SHE技术消除6k±1次谐波(其中k为1、2、3 …)；②通过第四桥臂产生和其余3个桥臂产生的3k次谐波相抵消的低次谐波。此方法消除了四桥臂逆变桥产生的所有低次谐波，输出电压总谐波含量(hTHD)小，开关频率低，适用于中大功率中高频输出的应用场合。采用本控制方法的四桥臂三相逆变器还具有不平衡负载下相电压不平衡度小、输入直流电压利用率高等优点。仿真研究和实验结果验证了理论分析结论。该文的拓展型SHE控制思想还可以扩展应用于M桥臂M-1相输出的场合。     

多电平调制技术在10kV STATCOM中的应用研究

为了提高10kV级联H桥STATCOM的输出电压质量,将单极倍频CPS-SPWM调制技术和改进型载波层叠调制技术进行对比研究。在电压等级为10kV的STATCOM中,分析了不同载波频率下,STATCOM单相输出电压的谐波畸变率的变化。仿真和试验证明,单极CPS-SPWM相对于改进型载波层叠调制技术,具有波形质量好、谐波畸变率低和等效开关频率高等优势。     

STATCOM与SVC在电力系统运行中的比较分析

静止无功补偿器（SVC）和静止同步补偿器（STATCOM）是2种常见的新型柔性交流技术装置,在输出特性、对提高输电系统稳定性、响应时间、谐波分析、经济性等方面对STATCOM和SVC进行了比较,并通过仿真得出了STATCOM较SVC具有响应速度快,控制方法先进、电流谐波含量少、经济性好等优点。     

谐波自补偿的静止同步补偿器控制方法

针对静止同步补偿器(STATCOM)由于死区、网侧电压畸变等原因造成的输出电流畸变严重现象,提出了谐波自补偿的STATCOM控制方法,以降低电流畸变率,提高装置输出电流的质量。在传统实时电流跟踪的基础上增加一个谐波补偿前馈环节,使用全谐波检测提取电流谐波分量,通过向调制波中注入与全谐波大小相等、方向相反的信号对其进行重构,从而修正波形畸变并降低电流总畸变率。Matlab仿真研究验证了所提方法的正确性。最后,通过STATCOM试验原型证明了该方法的有效性。     

链式STATCOM的SVPWM方法分析与实现

大容量静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,简称STATCOM)要求PWM策略避免过高的开关损耗,输出电压的谐波含量必须也很小.空间矢量脉宽调S0(Space Vector Pulse Width Modulation,简称SVPWM)具有算法简单、谐波含量少、开关损耗小等特点,且适合数字化实现.在SVPWM的基本原理和工程算法的基础上,构建了基于链式STATCOM的Matlab/Simulink仿真模型,结合STATCOM样机,对该方法进行了实验研究.仿真和实验结果表明,基于SVPWM控制方法的STATCOM装置可有效地补偿电网中的基波无功及谐波电流,且谐波含量少,开关损耗小,是STATCOM中的理想选择.     

基于STATCOM的电弧炉负荷治理研究

针对电弧炉负荷的电压波动、闪变与低功率因数等特性,分析了其工作原理。用PSCAD软件构造电弧炉模型、三相STATCOM及三单相STATCOM,并进行了仿真。分析了两种电路结构STATCOM对电弧炉负荷的治理效果。三单相STATCOM由于具有输出无功电流谐波含量低、响应速度快等优点而更加适合于电弧炉负荷的平衡化补偿。通过仿真验证了三单相STATCOM进行快速平衡化补偿的能力比较强。     

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