链式STATCOM单极倍频载波移相技术的研究

调制技术是链式STATCOM控制系统的核心部分,为了实现装置的高性能控制,采用单极倍频和载波移相相结合的调制技术。论文介绍了链式STATCOM的主电路结构,研究了单极倍频载波移相调制技术在链式STATCOM中的应用,通过详细的数学分析论证了其特性;最后,搭建了仿真模型,仿真结果表明链式STATCOM采用单极倍频载波移相调制技术可以将等效开关频率提高2N倍(N指每相级联单元数),从而有效地降低了输出谐波含量。     

基于改进载波移相SPWM的链式STATCOM电容电压平衡控制策略

介绍了传统载波移相SPWM及脉冲循环换位调制策略,指出了上述方法由于级联H逆变桥的电路参数及损耗差异等因素,无法真正实现链式STATCOM的电容电压平衡。笔者通过对传统载波移相SPWM调制策略进行改进,提出了一种新的链式STATCOM电容电压平衡控制策略,分析了该策略的基本原理与实现过程。通过PSCAD/EMTDC对该控制策略进行了仿真,结果说明,该策略可以很好地实现电容电压的平衡,而且对上层控制、装置的谐波特性不会产生影响。     

基于CPS-SVPWM调制的链式STATCOM直流侧电压控制策略

在高压场合(10 kV或35 kV),可以采用H桥级联的链式星形STATCOM进行无功补偿。采用传统SPWM调制时,其直流电压利用率不高,需要多个H桥级联,成本较高、可靠性较低。空间矢量调制技术(SVPWM)有提高电压利用率的优点,可以有效的减少H桥的个数,但当电平数较多时,其计算过于复杂。因此文中介绍了一种应用于星形连接链式STATCOM的简化SVPWM算法,将两电平空间矢量调制技术与载波移相调制技术相结合,能够有效提高直流电压利用率并且降低计算的复杂性;在此基础上,文中提出一种直流电压分层控制策略,以实现各H桥直流侧电压的稳定与均衡。在仿真软件PSCAD中搭建模型进行仿真,验证了该调制算法及直流电压控制策略的正确性及可行性。     

电网谐波对级联STATCOM运行影响分析及抑制

采用移相载波调制算法的链式静止同步补偿器(STATCOM)每相各链节之间交流输出电压中同频次谐波分量存在相位差,当电网中存在相应频次的电压谐波并使得STATCOM产生谐波电流时,会造成各链节与系统之间交换幅值不同的谐波有功。当STATCOM在低载输出工况时,由于链节直流电压均衡控制策略效果的弱化,使得谐波有功对链节直流电压的影响增大,这时差异化的谐波有功会使得链节间直流电压逐渐发散,并使得设备失稳。这里分析了采用移相载波调制算法的链式STATCOM在系统电压存在谐波情况下各链节谐波有功的差异,指出了链节直流电压均衡策略对此问题的缺陷,提出对应的解决策略,在PSCAD/EMTDC环境中进行了仿真验证,并在实际工程应用中有效解决了相关问题。     

基于神经网络逆系统方法的链式STATCOM线性化解耦控制

针对链式STATCOM补偿负载无功电流以及稳定电网电压的控制问题,建立了链式STATCOM动态数学模型,得出了双变量δ、M(移相角与调制比)和电流的关系式,提出了一种基于神经网络逆系统控制方法,通过对该链式STATCOM系统可逆的验证、神经网络的构建以及控制系统的设计,实现了链式STATCOM输出的有功-无功电流的线性化解耦控制。仿真结果表明,在感性负载与容性负载进行切换以时,该控制策略取得了良好的动态效果以及稳态效果,使得装置具有较好的抗参数变化、抗负载扰动性能,从而验证了该控制策略的有效性及可行性。     

链式静止同步补偿器直流侧电容电压平衡控制

针对链式静止同步补偿器（STATCOM）直流侧电容电压平衡问题,建立了链式STATCOM的单相等效数学模型,在分层控制架构的基础上,提出相邻电感均衡能量来控制其各模块直流侧电容电压平衡。上层通过前馈解耦控制实现系统总的有功和无功控制;下层采用所提出的控制方法,以电感作为中间储能单元转移电压高的直流侧电容能量来控制直流侧电压大小;最后给出了相邻电感均衡能量控制具体的实现方法。仿真与试验结果表明,方法可以有效地稳定链式STATCOM直流侧电容电压,具有精度高、速度快、控制方法简单等特点。     

基于分层控制和均压电容的链式STATCOM直流电压控制方法

链式STATCOM可以有效解决高电压大功率场合下的电能质量问题,直流侧功率模块电压的均衡和稳定性对链式STATCOM安全稳定运行是至关重要的.为了保证其直流侧电压的稳定性,在分析电压不平衡机理的基础上,提出一种基于分层控制和均压电容的多电平STATCOM直流电压控制方法,并进行相应控制方法的参数设计.该控制方法分为两个层次:第一层控制相电压幅值和相位;第二层通过均压电容实现功率单元之间的电压均衡.仿真结果验证了该控制方法的有效性和可行性.     

链式STATCOM控制策略的研究

链式静止同步补偿器(STATCOM)由于其优异的特性得到了广泛的关注,首先阐述了载波移相SVPWM调制算法,此算法具有直流母线电压利用率高、电流调节能力强等特点。针对直流电容电压不平衡问题,提出一种三层控制方法,并用仿真加以验证。搭建一套链式STATCOM装置,将上述算法运用于其中,采用无功、谐波共补的复合控制方案,给出相应结构图,实验结果表明该链式STATCOM不仅运行稳定可靠,而且具备良好的无功补偿与谐波抑制效果。     

链式STATCOM直流电容电压均衡控制策略

针对链式STATCOM直流侧电容电压不平衡问题,从功率的角度分析了基于电压矢量叠加原理的电容电压均衡控制策略,提出了一种基于比例积分控制器的矢量叠加方法,从控制系统上将链式STATCOM分为上层功率控制、相间电容电压均衡控制和同相模块间电容电压均衡控制;再从原理上消除了直流电容电压稳态误差,使得各链节直流电容电压不仅稳定,而且相等;最后在Matlab/Simulink环境中建立了链式STATCOM三层控制系统模型,并进行了仿真。仿真结果证明了直流电容电压均衡控制策略及三层控制系统模型的正确性及可行性。     

采用模糊控制的链式无功补偿器均压策略

为了平衡链式无功补偿器(STATCOM)各H桥模块的电容电压,可采用硬件和软件均压2种方法,由于前者增加了装置的成本和设计难度,因此提出一种采用模糊控制的链式无功补偿器均压软件策略。通过分析链式STATCOM的基本工作原理,给出直流侧电容电压的整体控制;之后利用调制波与子模块电容电压充放电之间的关系,设计一种基于模糊方法的调制波直接控制策略。仿真和实验结果进一步验证了所设计方法的可行性及优越性。     

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.     

基于改进载波调制算法三电平并网逆变器研究

针对传统载波调制实现比较复杂的缺点,提出了一种改进的单载波调制方法,它利用一个载波与一个调制信号进行比较,并结合脉冲发生和分配原则,使软件实现变得更容易。详细分析了其原理,并在Matlab中建立了仿真模型,最后搭建实验平台进行验证。仿真和实验结果证明了所提出的单载波调制方法和并网逆变器控制策略的可行性和中点平衡控制的有效性。     

三相电压不平衡下级联STATCOM的控制方法

针对三相电压不平衡下级联静止同步补偿器(STATCOM)的控制问题,分析了级联STATCOM在三相电压不平衡时的工作特性,指出可以通过让级联STATCOM输出负序电压的办法来保证接入点的电压平衡。详细推导了系统在正序和负序环境下的解耦控制方程,提出一种新的正序—负序解耦脉宽调制的控制方法,分析了其两种工作模式:无功功率补偿模式和电压控制模式。级联STATCOM上层采用正序—负序解耦控制;下层采用能量平衡的控制策略保证各模块直流侧电容电压平衡。仿真和实验表明,该方法可以有效地解决级联STATCOM在三相电压不平衡下的安全运行问题,使得其在抵御一定的不平衡电压的同时具有较快的无功功率补偿特性,实现其最大化利用。     

空间矢量调制技术在6kV级联静止同步补偿器中的应用

将简化的空间矢量调制技术与载波移相技术相结合,介绍了载波移相SVM调制技术的基本原理。结合级联H桥拓扑结构,分析了空间矢量调制技术在级联静止同步补偿器(STATCOM)中的实现方法,并进行了仿真实验分析。与传统的CPS-SPWM调制方式相比,该方法具有直流电压利用率高、易于数字化实现等优点。此外还给出了该级联STATCOM装置的系统结构。仿真和实验结果表明,基于载波移相SVM调制技术的6kV级联同步补偿器能够在实际电网中以较低的开关频率准确、有效地实现无功功率与谐波的综合补偿。     

基于级联H桥换流器的APF-STATCOM的控制与调制

有源滤波器(APF)和静止同步补偿器(STATCOM)在电力系统应用中都是独立开来,分别进行谐波抑制和无功补偿。将APF和STATCOM功能结合起来,以级联H桥换流器构成APF-STATCOM装置,同时实现无功补偿和谐波抑制。在分析级联H桥APF-STATCOM拓扑及其工作原理的基础上,提出了一种简单有效的控制策略;针对级联H桥换流器各子模块间的电容电压均衡问题,采用最近电平逼近调制(NLM)并提出了一种适用于级联H桥换流器的电容电压均衡控制策略。利用PSCAD/EMTDC对36级联H桥APF-STATCOM进行了建模仿真,结果验证了该控制策略和电容电压均衡控制策略的可行性和有效性,并表明所提出的电容电压均衡策略能有效避免H桥模块IGBT不必要的频繁开关,减少器件的开关频率。     

补偿配电网电压不平衡的静止同步补偿器控制方法研究

将静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)经电感电容(inductor-capacitor,LC)滤波器滤波后并入电网来调整和平衡配电网电压,通过对电网电压不平衡条件下STATCOM的负序等效电路分析,提出一种新的正、负序电压双环叠加控制策略。正序电压控制环控制公共连接点电压为给定值,负序电压控制环实现公共连接点电压三相对称控制。新控制策略基于瞬时功率平衡思想,采用神经元自适应算法来整定比例积分微分(proportional-integral-derivative,PID)控制参数,具有成本低、鲁棒性好等特点,可在电网电压不平衡时有效地调节和平衡配电网电压。仿真和实验结果表明该方法的有效性。     

十一电平链式STATCOM直流电容电压平衡控制研究

直流侧电容电压的不平衡及其控制是链式STATCOM要解决的关键问题。笔者给出了链式STATCOM直流电容稳态数学模型,分析了逆变桥参数对电容电压不平衡的影响,指出开关脉冲延时不同、混合型损耗差异以及并联型损耗差异是造成电容电压不平衡的主要原因。结合十一电平STATCOM,提出采用基频开关法投和基频脉冲循环换位法可以有效的保持链式STATCOM直流电容电压的平衡稳定,STATCOM的PSCAD模型及其仿真验证了该方法的可行性和有效性。     

基于SBPF的链式STATCOM不对称控制策略

系统电压不平衡时,链式静止同步补偿器（STATCOM）应保持稳定运行,以提高系统功率因数及电压稳定性。但传统功率解耦控制的链式STATCOM在系统电压不平衡条件下,其运行性能会严重恶化。为此,提出一种新的采用星形联接的链式STATCOM的控制策略,将选择性带通滤波器（SBPF）与功率解耦控制相结合,实现链式STATCOM的不平衡控制及快速响应性能。仿真结果显示,所提的控制算法能显著提高链式STATCOM在系统电压不平衡时的运行稳定性及补偿效果。