基于序分量法的D-STATCOM直接功率控制策略研究

将基于序分量法的P-DPC引入到配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)的控制研究中,来解决传统预测直接功率控制策略只可控制补偿负荷无功功率的问题。将电网电压不对称因素考虑在内,利用瞬时对称分量法对各个采集电气量进行序分解,构建正、负序等效电路。无功和三相不平衡负荷补偿时,根据序网络等效电路分别推得正、负序功率预测模型。基于正序功率预测模型的P-DPC算法控制D-STATCOM补偿负荷无功,而基于负序功率预测模型的D-DPC算法控制补偿负荷所需负序电流。两种算法相互牵制,严格控制了D-STATCOM的输出电流,消除了装置在电网电压不对称时可能产生的过流威胁,实现了负荷无功和平衡化补偿。仿真结果表明,不论电网电压对称与否,该控制策略都能良好地补偿负荷的无功和负序电流,确保电源侧三相电流平衡且单位功率因数运行。     

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。     

DSTATCOM补偿不平衡负载分序控制策略

通过分析负载不平衡时各序等效电路,建立了配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)在各序等效电路中的数学模型,并提出了分序控制策略。针对负载电流正、负序分量三相对称的特点,分别在正、负序同步旋转坐标系下进行补偿,而零序分量在三相坐标系进行补偿,为了提高补偿精度,同时抑制装置本身产生低次谐波和扰动,引入重复控制。最后在MATLAB/Simulink环境中搭建10 Mvar/10 kV DSTATCOM系统进行仿真验证,证明了新型控制策略补偿不平衡负载的有效性,并且具有一定抑制电网电压不平衡的能力。     

不平衡负载下静止同步补偿器比例谐振控制

电网中接入不平衡负载时,通常选用静止同步补偿器来补偿无功电流与负序电流。相对于静止同步补偿器常用的PI控制系统,本文提出一种结合瞬时对称分量法和信号延迟对消方法(DSC)的比例谐振(PR)控制系统,首先,用DSC方法分离出电网电流的正序、负序交流分量;其次,在αβ两相静止坐标下对正、负序分量分别控制,使得DSTATCOM补偿无功电流与负序电流。与PI控制系统相比,提出的控制策略简化了运算,提高了系统稳态、动态性能;最后,搭建了低压配电网DSTATCOM的实验平台,实验结果表明,提出的PR控制方法可以实现补偿无功电流和负序电流,电网接近单位功率因数,电网电流THD小于5%,平衡度满足国标要求。     

级联DSTATCOM补偿不平衡负载分相控制策略

针对三相四线制不平衡无功负载的特点,采用正、负序同步旋转变换分别提取基波正序、负序无功分量,同时采用静止坐标系下的分相控制策略,实现配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)补偿模式的灵活性选择,可以只补偿负序、零序分量,充分利用DSTATCOM容量优先保证网侧电流平衡,也可在DSTATCOM容量允许的情况下同时补偿正序、负序和零序分量,进一步提高网侧功率因数。为提高分相控制的补偿精度且同时保证系统的动态性能,引入改进型的快速重复控制,设计了基于比例积分(PI)控制内环和快速重复控制外环的电流双环控制策略。最后在MATLAB/Simulink环境下建立三相四线制DSTATCOM仿真模型并搭建实验样机进行验证,仿真和实验结果证明了基于快速重复控制的分相控制策略能实现DSTATCOM对不平衡无功的高精度、选择性补偿。     

不平衡负载下DSTATCOM非线性控制研究

低压配电网中,通常使用静止同步补偿器(DSTATCOM)补偿无功功率和不平衡负载造成的负序电流,针对DSTATCOM具有强耦合、多变量、非线性特性,提出一种综合滑模控制、状态反馈精确线性化和空间矢量调制(SVPWM)的非线性控制方法。三相不平衡负载下,采用瞬时对称分量法和信号延迟对消(DSC)法计算出负载电流、DSTATCOM输出电流正、负序分量,然后分别对正、负序分量进行非线性控制。实验表明采用新型控制策略的DSTATCOM在不平衡负载下,有效补偿了无功电流和负序电流,实现了电网单位功率因数,电网电流总谐波畸变率(THD)低于5%,不平衡度达到国标要求。     

电网电压不平衡下链式STATCOM控制方法

针对链式静止同步补偿器(STATCOM)在电网电压不平衡情况下的控制问题,建立了其正序、负序数学模型,详细推导了在电网电压不平衡时正序和负序环境下的非线性解耦控制方程,提出一种不平衡环境下链式STATCOM的反馈线性化滑模控制方法,通过引入精确反馈线性化方法实现正负序完全解耦,为降低滑动模态上的抖动,引入一种新的指数趋近律完成滑模控制器设计,正序电流环控制装置补偿负载所需无功,负序电流环补偿负载不平衡情况下的负序电流。仿真和实验表明,该方法能有效地解决链式STATCOM在不平衡环境下的补偿问题,具有一定的工程参考价值。     

配电网负载不平衡补偿控制策略仿真研究

在三相四线制220V 低压配电网中越来越多非线性负荷的出现,使得电网出现电流不平衡、电压降落等现象,现在多采用 D-STATCOM 装置进行无功补偿,以保证电网平衡.D-STATCOM 可补偿不平衡电流中的负序分量, 但对零序分量起不到补偿效果.文章针对三相四线制220V 低压配电网不平衡负载的电流补偿提出了控制策略,并进行了仿真研究。     

配电网静止同步补偿器的无电流传感器电压控制策略

配电静止同步补偿器(D-STATCOM)通过与电网交换无功功率可以有效地改善电压质量.重点论述了D-STATCOM用于维持公共连接点电压恒定且平衡的控制策略.以瞬时功率理论为基础,分析了D-STATCOM系统中的功率交换关系,得到D-STATCOM输出电压正序分量和负序分量与相应输出电流的关系式.提出了D-STATCOM的无电流内环的电压控制策略,省去了电流传感器及相应的信号调理电路.与传统的电压外环/电流内环相比较,该控制策略具有结构简单、容易设计等优点.整个电压控制器采用了正序电压控制器和负序电压控制器相叠加的结构,仿真和实验结果表明,所提电压控制策略在实现公共连接点电压维持恒定的同时能实现三相电压的平衡.     

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。     

不平衡系统中D-STATCOM的控制策略

不平衡系统中配网静止同步补偿器D-STATCOM的控制是D-STATCOM的重要研究内容。提出一种根据FBD功率理论,以单位功率因数为补偿目标的D-STATCOM新型控制方法。该控制方法将目标电流进行序分解,对其正、负序分量分别转换到两个独立的旋转坐标系中,对正、负序电流的d轴和q轴分量分别采用比例-积分(proportional integral,PI)控制。由于正序和负序分量在相应的旋转坐标系中d轴和q轴分量均为直流,简化了控制器设计。该方法采用电网电流控制的闭环结构,直流侧电容电压的调节模块直接产生电流的参考值,不需要复杂的无功电流检测过程,控制系统结构简单。     

基于正负序分离的无功及负序综合补偿控制策略

为了在不平衡负载情况下实现无功和负序补偿,文章采用基于模块化多电平变换器的静止无功补偿器（MMC-STATCOM）同时进行无功和三相不平衡补偿。以正负序分离控制为核心思想,对传统的双坐标系控制方法进行改进,将正、负序分量分别在dq和αβ坐标系下控制。与传统方法比较降低了结构复杂度,提高了控制灵活性。并在电流直接控制方法的基础上,提出一种双极控制方案。仿真结果验证了文中提出的改进方法和综合补偿控制策略的正确性和有效性。     

电网不平衡条件下STATCOM的非线性控制

在电网电压不平衡条件下,以网侧各相单位功率因数为补偿控制目标,提出了基于虚拟导纳的静止同步补偿器(STATCOM)无源控制方法,可保证输电线路有功损耗最小。在dq同步旋转坐标系下,建立了不平衡条件下STATCOM的数学模型,构造出相互独立的正负序双电流环系统,以便于控制系统设计。基于无源性理论,利用能量成形和阻尼注入方法,分别对正负序电流环设计了控制器。给出了STATCOM直流侧电压与虚拟导纳的数学关系式,阐明了虚拟导纳电流控制的合理性和可行性,并设计了直流电压外环比例积分控制器。仿真实验结果表明,所提控制策略可实现电网电压不平衡条件下STATCOM对无功负荷的快速补偿,同时可保证网侧各相均实现单位功率因数控制。     

基于PIR控制器的电压不平衡下双馈风力发电机转子侧变流器控制

针对电网电压发生不平衡故障时,并网运行中的双馈风力发电机会出现有功功率、无功功率、电磁转矩震荡及并网电流不对称的现象。在正反转同步旋转坐标系下建立双馈风力发电机数学模型,推导了三种控制目标下正负序电流指令值,并提出一种应用比例-积分-谐振控制器的新型转子侧变流器控制方案,弥补了传统控制策略电压不平衡故障影响系统稳定性的短板,简化了控制系统结构,增强了双馈风力发电机故障穿越能力。通过MATLAB/Simulink仿真验证了控制策略的可行性和有效性。     

Modeling and enhanced control of DFIG under unbalanced grid voltage conditions

This paper presents a mathematical model of a doubly fed induction generator (DFIG) based on stator voltage orientation (SVO) in the positive and negative synchronous reference frames under unbalanced grid voltage conditions. The oscillations of the DFIG electromagnetic torque and the stator active and reactive powers are fully described during grid voltage unbalance. A new rotor current controller implemented in the positive synchronous reference frame is proposed. The controller consists of a proportional integral (PI) regulator and a harmonic resonant (R) compensator tuned at twice the grid frequency. Thus, the positive and negative sequence components of DFIG rotor currents are directly regulated by the PI + R controller without the need of involving positive and negative sequence decomposition, which indeed improves the dynamic performance of DFIG-based wind power generation system during small steady-state and relatively larger transient network unbalances. The theoretical analysis and the feasibility of the proposed unbalanced control scheme are validated by simulation studies on a 1.5-MW wind-turbine driven DFIG system. Compared with conventional single PI current control design, the proposed control scheme results in significant elimination of either DFIG power or torque oscillation under unbalanced grid voltage conditions.     

不平衡电网电压下永磁直驱风力发电系统网侧变流器控制策略

建立了电网电压不平衡环境下永磁直驱风力发电机电网侧变流器的数学模型,分析了直流侧电压2倍频分量产生机理,讨论了并网电抗器上的功率波动对网侧变流器双电流控制策略的影响。为抑制不平衡电网电压下直流侧电压2倍频分量,在计及并网电抗器上功率波动的基础上,提出了一种基于正负序电压分别定向的双电流控制策略,并引入了并网电抗器上功率波动修正量对控制算法中的参考电流进行修正。仿真结果表明所提控制策略不仅能有效地控制正负序电流、抑制直流侧电压的2倍频分量,还能减少并网电流的谐波含量。     

基于MATLAB的静止同步补偿器研究

分析了静止同步补偿器的补偿原理、电路结构及其在改善电能质量中的作用.制作了三相桥三电平逆变器作为静止同步补偿器的核心电路,采用输入输出方法建立静止同步补偿器的数学模型,采用电压内嵌型双闭环控制策略,完成了静止同步补偿器的设计.借助MATLAB/SIMULINK的电力模块搭建25kV配电系统及补偿器电路.通过对电网电压波...