基于目标全息反馈的STATCOM与发电机励磁的多目标非线性协调控制

针对以往静止同步补偿器（STATCOM）数学模型具有较多约束条件的问题,以STATCOM内部并联电容的直流电压Udc为切入点,采用STATCOM的脉冲控制角 和STATCOM超前系统电压角 为控制量,提出一种新型的STATCOM数学模型。借助非线性多目标控制设计理念,选取6个跟踪状态目标;基于目标全息反馈控制原理,将非线性系统的多目标控制问题转换到线性系统中,得到包含全部控制目标反馈信息的非线性控制律 ,完成了凸极式发电机励磁与STATCOM协调控制策略的设计,并通过单机无穷大系统对其进行暂态仿真。仿真结果表明：利用目标全息反馈非线性控制设计方法设计的协调控制律能较好地改善发电机的输出特性,有效地抑制系统电压的静态偏移,改善电力系统的暂态稳定性,提升系统协调控制的动、静态性能。     

基于微分代数系统的STATCOM与发电机励磁的多指标非线性协调控制(英文)

从静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)的内部结构入手,选用STATCOM的脉冲控制角??和STATCOM超前系统电压角???为控制量,提出一种新型的STATCOM控制模型,可有效克服以往STATCOM模型需假设强约束条件的缺点。基于微分代数系统,结合多指标非线性控制(multi-index nonlinear control,MNC)设计理念,完成STATCOM与凸极式发电机励磁的协调控制策略的设计,并通过单机无穷大系统对其进行暂态仿真。仿真结果同线性最优控制法进行对比,表明本文所设计的6阶协调控制模型是合理而有效的;利用MNC法设计的协调控制策略能有效提升系统的动、静态性能。     

基于滑模控制理论的STATCOM无功补偿控制策略研究

静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)能高效灵活地调节输电线路的无功传输,且不受电网电压的影响.考虑到STATCOM在dq坐标下是一个强耦合、非线性系统,采用逆系统方法将原系统进行线性化解耦,构造出其伪线性模型.运用滑模变结构控制理论,设计出伪线性系统的滑模控制律.建立STATCOM的仿真模型对其进行仿真试验并与其他控制方法进行对比,结果表明基于此控制策略设计出的控制器能使补偿器具有良好的效果.     

基于微分博弈理论的静止同步补偿器协同控制

静止同步补偿器(STATCOM)的交流电压控制和直流电压控制的负交互日益引起研究者的重视,需要研究新的控制模型和策略。文中首先介绍了STATCOM直流电压控制和交流电压控制的功能及其之间的关系,推导了带有STATCOM的单机无穷大系统的数学模型。然后引入微分博弈理论,并基于微分博弈协同控制理论设计了一种新的STATCOM协同控制方法来解决STATCOM两控制器之间的负交互作用。最后,采用MATLAB/Simulink对所述控制模型和方法的可行性进行了仿真验证,并且将该控制方法与其他控制方法进行了比较,说明了该控制方法的优越性。     

STATCOM与发电机励磁非线性控制器设计

提出了一种有利于进行控制设计的STATCOM模型.采用直接反馈线性化、零动态原理,设计了STATCOM无功电流与发电机励磁非线性控制器,该控制可以同时满足发电机励磁与STATCOM装设处电压的稳定性.对单机-无穷大系统进行了数字仿真,结果表明该控制器具有很好的实用效果和优越性.     

基于滑模控制理论的STATCOM无功补偿控制策略研究

静止同步补偿器（Static Synchronous Compensator,STATCOM）能高效灵活地调节输电线路的无功传输,且不受电网电压的影响。考虑到STATCOM在dq坐标下是一个强耦合、非线性系统,采用逆系统方法将原系统进行线性化解耦,构造出其伪线性模型。运用滑模变结构控制理论,设计出伪线性系统的滑模控制律。建立STATCOM的仿真模型对其进行仿真试验并与其他控制方法进行对比,结果表明基于此控制策略设计出的控制器能使补偿器具有良好的效果。     

级联STATCOM输出的单神经元解耦控制

级联STATCOM是一个强耦合的复杂非线性系统,实现对级联STATCOM精确控制的最有效途径是对级联STATCOM进行解耦控制。本文针对普通解耦控制难以实现级联STATCOM高性能控制的问题,利用神经元出色的学习能力以及不依赖于对象模型的优点,提出了一种基于单神经元的级联STATCOM交流输出的有功和无功解耦控制策略,深入探讨了单神经元解耦控制策略的Delta学习规则、解耦机理和控制器设计方法,并在matlab/simulink仿真平台上搭建了单神经元耦控制策略的级联STATCOM系统仿真模型,给出了仿真结果。理论研究和仿真结果表明,基于单神经元解耦的STATCOM输出控制方法,与普通的解耦控制方法相比,具有响应速度快、无静差、控制精度高的优点,是一种高效的级联STATCOM解耦控制方法。     

负荷补偿用静止同步补偿器控制方法的研究

针对低压配电系统或工业负荷的特点,提出一种适用于小功率静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)装置的基于电流直接控制的控制方案,并用MATLAB软件进行了仿真验证。实验采用基于DSP控制的实验平台,设计了50 kvar STATCOM实验系统。将仿真结果和实验结果对比,证明设计的可行性。通过对STATCOM进行的基波无功补偿实验和谐波与基波无功的全补偿实验,证明STATCOM的良好的无功补偿性能。     

含STATCOM多机系统的广义Hamilton非线性控制设计

为提高系统电压的稳定性,针对电力系统非线性微分代数系统,在含STATCOM的结构保持多机系统中设计了相应的非线性稳定控制器,提出了有利于控制设计的功率注入STATCOM新模型;运用广义Hamilton系统理论设计了含STATCOM的结构保持多机系统的控制策略,并提高系统对扰动的鲁棒性。对含有STATCOM的典型3机9节点系统进行仿真的结果表明了所提出控制策略延长了系统临界故障时间,证明该策略可提高系统暂态稳定性。     

系统电压不平衡下链式静止同步补偿器控制研究

针对三角形连接的链式静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)系统电压不平衡下的控制问题,提出分相瞬时电流控制策略,在此基础上研究了链式STATCOM在不平衡电压下的补偿模式,提出无功补偿和电压控制2种改进裂补偿模式,并设计了其离散化电流环控制器.通过分相瞬时电流控制能够维持链式STATCOM在不平衡电压下的正常工作,2种改进型补偿模式使链式STATCOM能够有效的对不平衡系统进行补偿,仿真验证了所提控制策略及补偿模式.研制了一台三相36个链节的物理样机,并在样机上进行实验,证明了所提方法的正确性和有效性.     

含STATCOM装置的凸极式发电机励磁稳定控制设计

针对单机无穷大系统,采用凸极式发电机(xd′≠xq)模型,建立了包含静态同步补偿器(STATCOM)的系统方程,并利用微分几何线性化方法,实现了凸极式发电机励磁与STATCOM的协调控制,克服了以往的STATCOM模型需要假设STATCOM输出电压矢量在d轴的强约束条件。该设计方法进一步推广了微分几何线性化理论和控制器的应用范围,并提高了STATCOM与励磁协调控制的实用性。仿真结果表明文中所提出的模型和协调控制方法的合理性和有效性。     

STATCOM多信号稳定控制器

静止同步补偿器(STATCOM)的主要功能是电压控制,通过在STATCOM加入稳定控制器,则可以阻尼系统功率振荡.在推导出带稳定控制的STATCOM动态方程后,用五阶状态方程描述STATCOM的动态特性.再利用系统状态方程的信息寻找能提高系统阻尼的STATCOM,进一步分析系统中有效的阻尼信号,设计多信号稳定控制器加于STATCOM中以增强系统阻尼.最后,给出一个算例进行验证,算例的特征值分析表明了多信号稳定控制器的有效性,算例的EMTDC时域分析所得的系统参数响应也同时证明了多信号稳定控制器的控制效果.     

多机系统发电机时滞反馈励磁与STATCOM的非线性鲁棒协调控制

广域反馈信号的时滞性使得包含广域信号的电力系统变成时滞动力系统。利用Pade近似逼近时滞环节,将时滞影响隐含在系统动态方程的系数中,静止同步补偿器(STATCOM)的动态特性用一阶微分方程形式的可控无功电流源表示,推导了含多台STATCOM的多机系统的电磁功率表达式。基于伪广义Hamilton系统理论,将包含STATCOM和时滞反馈励磁的多机系统表示成伪广义耗散Hamilton系统形式。利用L2干扰抑制控制方法得到考虑广域信号时滞性及转移电导的发电机励磁和STATCOM的协调控制策略。4机2区域系统的仿真结果表明,与传统的分散控制器相比,所提考虑时滞影响的非线性鲁棒协调控制器能够有效地抑制系统振荡,且具有一定的时滞不敏感性。     

基于晶闸管的静止同步补偿器的建模与实现

通过对静止同步补偿器(STATCOM)换流过程的分析,说明基于晶闸管的电压型和电流型STATCOM的基本原理,建立并求解基于三相回路方程和功率平衡方程的数学模型。提出当工作角度满足要求时,电压型晶闸管STATCOM可吸收无功,电流型晶闸管STATCOM可发出无功。构建了12脉冲电压型晶闸管STATCOM样机装置,实验验证了电压型晶闸管STATCOM的可行性。实验结果表明,电压型晶闸管STATCOM在其工作范围内能吸收连续可调无功功率。装置工作电流谐波小,具备普通STATCOM装置的优点,可用于电力系统无功补偿领域。采用该装置可以降低STATCOM的成本,实现国产化。     

一种用于三相PFC，APF和STATCOM的通用矢量控制器

功率因数校正器（PFC）．有源滤波器（APF）和静止同步补偿器（STATCOM）是输配电系统中不可缺少的器件。理论和实验表明单周期控制策略控制三相PFC,APF和STATCOM,性能良好,电路结构简单,成本低。本文通过回顾PFC,APF和STATCOM单周期控制下的关键控制方程及电路,提出了一种通用控制电路,进一步研究表明该控制电路可以方便植入一种芯片控制所有的变换器。最后,通过实验和仿真结果证实了该理论的正确性。     

同步发电机励磁与STATCOM非线性协调控制

提出同步发电机励磁与静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)非线性协调控制方案。在研究同步发电机励磁与静止同步补偿器协调控制问题的基础上,以系统重要物理量建立多目标控制方程,并运用目标全息反馈法进行非线性协调控制设计。所提出的非线性控制方案充分考虑了同步发电机端电压、有功功率和角速度以及STATCOM接入点电压,并确保它们在非线性反馈中得到惩罚与控制,从而具有良好的动、静态性能。最后,建立系统仿真模型,进一步验证所提出方法的有效性。     

A simple implementation of power mismatch STATCOM model into current injection Newton–Raphson power-flow method

This paper presents a simple implementation of Static Shunt Compensator (STATCOM) into Newton–Raphson current injection load flow method. The controlled STATCOM bus in the network is represented by voltage-controlled bus with zero active power generation at the required voltage magnitudes. The power mismatch equation of the connected STATCOM bus is included in Newton–Raphson current injection load flow algorithm, while the other PQ buses are represented by current mismatch equations. Moreover, the parameters of STATCOM can be calculated during iterative process and the final value will be updated after the convergence is achieved. This representation of generator buses reduces the number of required equations with respect to the classical and improved versions of the current injection methods. In addition of that the developed model reduces the complexities of the computer program codes and enhances the reusability by avoiding modifications in the Jacobian matrix. The performance of the developed STATCOM model has been tested using standard IEEE systems.     

LC耦合式级联STATCOM及其控制策略

不同于常规电感滤波式的静止同步补偿器(STATCOM),LC耦合式级联STATCOM(LC-STATCOM)输出滤波器采用电感和电容串联结构,在容性无功补偿、运行效率等方面更具优势。分析了LC-STATCOM的工作原理和运行性能,并建立离散状态方程。针对LC串联存在谐振的问题,提出了适用于LC-STATCOM的状态反馈控制,可以有效地增大谐振阻尼,改善系统基频增益,提高电流控制性能;基于所推导的离散状态方程,构建了输出电容电压状态观测器,利用电压观测值进行状态反馈可以省去电容电压传感器,降低成本。     

链式静止同步补偿器自适应反步控制器

针对链式静止同步补偿器(STATCOM)系统非线性特性,提出一种链式STATCOM自适应反步控制器。该控制器采用反步法的递归思想获得链式STATCOM的虚拟控制输入,并根据确定性等价原理设计系统的中间控制率,利用该中间控制率完成电压控制器设计。通过中间控制率和实际控制率的偏差量构造系统的李雅普诺夫方程,利用李雅普诺夫的渐近稳定性原理,获得能够保证链式STATCOM系统稳定的控制输入和系统参数的自适应率。实验结果进一步验证了所设计自适应反步控制器的正确性和有效性。