基于直接电流控制的D-STATCOM装置研制

根据配电网无功功率动态补偿的工程需求,研制了一种基于DSP直接电流控制的±50 kVA配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)装置。详细介绍了D-STATCOM构成、开关器件选型、输出滤波器设计和功率器件驱动电路设计等关键技术,并设计开发了基于TMS320LF2407型数字信号处理器DSP的直接电流控制器,在此基础上进行了D-STATCOM负荷综合补偿的开环并网和闭环并网实验研究。实验结果表明该装置无功动态补偿性能优越,并能有效抑制负荷谐波和三相不平衡,从而验证了所研制的D-STATCOM装置及其设计方法的可行性。     

D-STATCOM指令电流检测法的研究

提出了一种在电网电压不平衡且畸变情况下依然适用的补偿电流的准确检测法.该方法能快速检测并计算出电网基波正序电压的相位,从而在三相电压不对称且畸变时仍能准确检测出谐波和无功电流.仿真分析验证了该方法的正确性和可行性.     

基于直接电流控制的矿用无功发生器的研究

针对目前煤矿井下供电系统和用电负荷的实际情况,提出将静止无功发生器(SVG)应用于煤矿井下来实现无功功率补偿的策略.在分析了SVG工作原理的基础上,采用基于瞬时无功功率理论(IPRT)的直接电流控制法,将瞬时电流和电压采样值经坐标变换和电压电流双闭环控制后计算出参考电压值,将其作为空间矢量脉宽调制(SVPWM)的输入,产生与给定电压矢量平均值相等的电压,最终达到补偿目的.实验表明,该控制方法具有良好的可行性.     

基于间隔采样的DSTATCOM直接电流控制研究

配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)是一种用于动态补偿无功、抑制谐波的新型电力电子装置。提出一种应用于DSTATCOM的基于间隔采样的直接电流控制方法,该方法降低了软件计算量,有较好的实时性,无需复杂算法,实现简单、有效。利用开关函数法建立了DSTATCOM数学模型,根据瞬时无功功率理论对控制系统进行设计,在Matlab/Simulink环境中搭建仿真模型,并且研制了一台容量为10 kVA的DSTATCOM实验样机。仿真和实验结果表明,DSTATCOM装置能有效地动态补偿无功、抑制谐波,证明了所提控制方法的正确性和可行性。     

D-STATCOM不平衡负荷补偿电流的3种设计方案

介绍了用于不平衡负荷补偿的三相三角形连接的配电网静止同步补偿器（D-STATCOM）中补偿电流的3种设计方案,即电纳补偿原理、最大相电流最小化设计和无零序设计方案。从所需的最大补偿相电流和补偿电流零序分量等性能指标和工程意义与实现要求等方面对3种设计方案进行了比较。在负荷严重不平衡的情况下,补偿装置三相分担的负荷不均衡会限制装置的补偿能力,也容易导致一相或两相过流。最大相电流最小化设计,可以尽量实现三相电流大小均衡,从而提高设备利用率,扩大不平衡负荷补偿范围。无零序设计方案的效果与最大相电流最小化设计方案接近。     

新型无锁相环DSTATCOM直接电流控制方法

传统DSTATCOM直接电流控制方法依赖锁相环和坐标变换,实现较为复杂,本文提出一种新型无锁相环的DSTATCOM直接电流控制方法。通过建立DSTATCOM数学模型,依据矢量等效原理计算出配电网电压有功单位分量和无功单位分量,无需锁相环和坐标变换便可实现无功补偿控制。仿真验证了该方法的可行性。采用DSP控制器TMS320F2812和智能功率模块PM300DVA120,搭建了DSTATCOM系统实验平台,在开关频率10 k Hz、死区时间4μs下获得良好的实验结果。所提方法物理意义清晰且易于嵌入式控制器实现。实验结果表明,所提方法能实现输出电流超前滞后电压的无功补偿实时控制,具有良好的动静态响应性能。     

用于不平衡负荷的D-STATCOM数学建模与系统仿真

不平衡负荷无功补偿及分相控制的配电系统用静止同步补偿器(D-STATCOM)动态性能好、谐波含量小、功率密度大,可实现无功功率的实时、就地以及不平衡负荷平衡化补偿。为研究其特性和在系统中的应用,首先定义了二值逻辑开关函数,分别建立D-STATCOM在abc三相坐标系下的微分方程与传递函数动态数学模型;然后根据瞬时无功功率理论建立了不平衡负荷指令电流检测系统与D-STATCOM的直接电流控制方式;最后分别基于数学模型及装置器件模型,应用不平衡负荷指令电流检测方法与直接电流控制建立D-STATCOM双闭环系统,在三相四线制配电系统中对D-STATCOM系统的静态、动态性能进行了仿真分析。仿真结果验证了所建数学模型的正确性以及指令电流检测系统和直接电流控制方式的有效性,表明用于不平衡负荷动态无功补偿的D-STATCOM具有良好的动态性能与静态补偿效果。     

DFIG风电场与D-STATCOM无功协调控制研究

提出了一种利用配电网静止同步补偿器（D-STATCOM）和双馈异步风电场（DFIG）对风电并网点进行无功协调控制的策略。该控制策略考虑了DFIG风电场的无功功率极限,结合D-STATCOM快速补偿的特点,将并网点的无功需求在两者之间进行合理分配,满足并网点快速、准确的无功补偿要求。仿真结果表明,由DFIG风电场和D-STATCOM组成的联合无功控制系统可以根据该控制策略在风速波动以及电压跌落时实现无功补偿,校正功率因数,并能稳定并网点电压,保证系统的稳定性。     

基于新型电流直接控制策略的SVG仿真研究

为了提高静止无功发生器(SVG)向电力系统输送无功功率的实时性与精确性,提出了一种基于瞬时无功功率理论id-iq法的新型电流直接控制策略。首先分析了瞬时无功功率理论id-iq法的无功电流信号采集运算,在此基础上,建立了SVG数学模型,采用无功电流直接闭环控制策略,应用瞬时无功功率理论的id-iq无功电流检测法实时检测无功电流,提高系统响应速度。然后建立MATLAB仿真电路模型,对实时数据采样、无功电流计算和实时控制等性能测试。通过理论和仿真结果分析,表明本设计方案可行,满足无功功率实时动态快速补偿的要求,提高了系统运行的稳定性。     

基于电流直接控制的SVG仿真

采用全控型器件IGBT的静止无功发生器SVG是柔性交流输电(FACTS)技术的研究对象之一。SVG正常工作时,可以视为与电网并联的一个幅值和相位均可控,频率与电网频率一致的可控电压源。电力系统中的部分负载无功功率变化频繁,造成了电网电压波动,降低电能质量。控制电压稳定的重要方法之一就是对无功功率进行补偿。本文仿真的SVG可以对电网中的无功负荷进行动态实时补偿。与具有相近容量的其他补偿装置比     

有源电力滤波器电源电流直接控制改进方法

提出一种改进的有源电力滤波器(APF)的电源电流直接控制方法。通过检测负载电流,利用负载电流检测结果进行前馈补偿校正并提取其中的有功电流作为APF控制器的参考值。同时,通过电网电压前馈和系统解耦,把电源电流直接控制的APF数学模型简化成一阶惯性环节。相对于把负载电流作为干扰不进行检测的电源电流直接控制方法,所述方法的比例—积分控制器在理论上就能做到无静差跟踪,并且具有更好的动态响应。仿真和实验证明了所提方法的优越性。     

基于直接功率控制的AFE变换器研究

研究了一种基于直接功率控制(DPC)的有源前端(AFE)变换器,该变换器具有网侧电流正弦、功率因数高、直流电压恒定、动态和稳态性能好、能量可双向流动等优点.首先,建立两相同步旋转坐标系下AFE变换器的功率控制模型,在此基础上外环采用电压平方控制,并采用电压给定值斜率限制,改善启动性能;内环采用功率前馈解耦控制,结合瞬时功率理论,用空间矢量算法取代开关表控制,解决传统DPC中开关频率不固定的问题,实现了对有功功率和无功功率的无耦合独立控制.仿真和实验均验证了该控制策略正确可行.     

链式D-STATCOM的无源性控制

配电网静止同步补偿器(distribution static synchronous compensator,D-STATCOM)由于其突出性能已被证明是配电网无功动态调节的有效手段,然而链式结构D-STATCOM每一相都由多个H桥逆变单元级联而成,是一个非线性多变量、强耦合的系统,难以同时实现无功电流与直流电压稳定均衡的控制.经过等效电路变换,建立单个H桥逆变单元的控制电路模型;基于无源性控制理论,设计无源性控制率,确保了对指令电流的渐进跟踪;通过给定指令电流,实现了链式D-STATCOM的无功电流的控制和直流电压稳定的控制;利用H桥逆变单元之间的能量交换实现了直流电压的均衡控制.仿真以及10 kV、±5 Mvar工程实际应用表明,此控制算法能够在实现无功电流控制的同时实现直流电压的稳定与均衡控制,且稳态特性好、动态响应快、算法实现简单、鲁棒性强,具有很强的工程实用价值,为链式D-STATCOM的研究、发展和产业化提供了基本保障和良好的平台.     

谐波和无功电流检测的Matlab仿真研究

谐波和无功检测是进行谐波抑制和无功功率补偿的关键技术。本文详细分析了三相瞬时无功功率理论下的谐波电流和无功电流检测,并利用Madab软件建立了谐波检测的仿真模型,进行了计算机仿真实验。仿真实验结果表明：该方法可以准确及时地检测出三相电路中的谐波电流和无功电流。     

静止同步无功补偿技术在工矿企业供配电系统中应用的可行性分析

介绍了工矿企业供配电系统的特点、静止无功发生器STATCOM的工作原理、基于瞬时无功功率理论的id--i。无功电流检测、七电平正弦逆变电压的生成和电流直接控制方法,利用Matlab／Simulink建立了基波无功功率的检测系统和三级联的STATCOM仿真模型。通过理论分析与仿真结果进行对比,验证了设计方案的可行性和有效性,而且,所涉及的方案能够满足无功功率补偿的实时动态快速补偿的要求。     

直接电流控制的静止无功发生器研究

分析了采用三相变流器为主电路结构的静止无功发生器(SVG)装置的工作原理。控制上采用了基于瞬时无功功率理论的控制方法，根据不同的补偿要求，提出了两种具体的控制方案，分别给出了数学公式并分析各自优缺点，并对其中的一种情况给出了基于Matlab的仿真。实验及仿真结果有效地验证了系统原理及设计思想。     

基于空间矢量双滞环策略的STATCOM直接电流控制方法

提出一种适用于STATCOM的直接电流控制新方法以减小开关频率和电流跟踪误差。该方法通过指令电流求导矩阵替代参考电压预测方法,能够准确判定参考电压矢量的位置,并根据误差电流矢量与双滞环阈值的大小选择优化的开关状态输出。与其它电流控制方法相比,基于空间矢量双滞环策略的直接电流控制方法可以保证无功电流的快速响应性能,同时有效降低开关频率。仿真与实验结果证明其良好的动静态性能。