6kV链式STATCOM结构及控制策略研究

提出了6kV链式静止同步补偿器的设计方案。该补偿器采用H桥级联主电路结构和载波相移-正弦脉宽调制方式,交流侧采用前馈解耦控制和适用于大功率静止同步补偿器的谐波分频控制策略,运用三级平衡控制思想解决了直流侧BUS电容电压不平衡问题。仿真结果验证了该STATCOM结构的优越性和控制策略的可行性。     

基于H桥级联的链式STATCOM仿真研究

本文研究了基于H桥级联的链式的静止同步补偿器(STATCOM),分析了其主电路拓扑、工作原理、调制技术和控制策略。在STATCOM数学模型的基础上分析了功率解耦控制算法;根据能量守恒原理,分析了导致直流侧电容电压不平衡的因素,引入了分层式直流侧电容电压控制算法。最后在MATLAB软件中对控制算法进行了仿真,仿真结果验证了控制策略的可行性。     

基于飞渡电容的级联多电平STATCOM直流侧电压控制方法研究

级联多电平STATCOM在大功率场合具有很好的应用前景,但各串联模块的直流侧电压容易出现不平衡的现象,严重影响了STATCOM的补偿效果。因此,维持各模块直流侧电压均衡与稳定成为级联多电平STATCOM技术应用的关键。文章首先简要介绍了级联多电平STATCOM的基本结构、无功补偿原理和控制算法,在此基础上,结合已有的硬...     

煤矿场景下单相级联H桥整流器解耦控制方法研究

针对单相级联H桥整流器的电力电子设备在煤矿场景下运行过程中直流侧存在二次电压纹波,导致网侧电流畸变、电容值漂移等问题,通过分析单相级联H桥整流器直流侧二次电压纹波的形成原因,提出了一种基于分裂电容不相等的独立型解耦拓扑的优化控制方法。该方法通过在电容两端叠加二倍工频的电压来抵消二次电压纹波,实现了直流侧二次电压纹波的有效抑制。针对3种基于构造二次电压的解耦方式（直流分裂电容值不等,直流电压分量相等;直流分裂电容值不等,且直流电压分量也不等;直流分裂电容值相等,直流电压分量不等）进行了参数设计和控制策略的研究,并通过分析参数对二次电压幅值的影响,确定了最优的参数取值范围,以实现有效的功率解耦,并减小电容值,降低设备体积和成本。仿真结果表明：(1)在0.2 s时加入分裂电容的独立型解耦拓扑（SC-IAPD）电路,基于解耦方式2的SC-IAPD电路控制方法、基于解耦方式2的SC-IAPD电路的优化控制方法、基于解耦方式1的SC-IAPD电路控制方法的直流侧输出电压纹波都控制在1～1.5 V,说明对称半桥解耦电路可有效抑制直流电压波动,同时在负荷变化时具有良好的解耦性能。(2)在轻载切重载的情...     

模块化多电平整流器的控制策略研究

针对常用的模块化多电平变换器电容电压平衡控制策略存在电容电压波动较大的问题,在分析改变子模块电容值对其电容电压影响的机理基础上,提出了一种复合电容电压平衡控制策略。该策略将修改调制波的控制策略与改变子模块电容值的控制策略相结合,以控制电容电压的平衡;采用CPS-SPWM对模块化多电平变换器进行调制,将输入到PWM整流器的有功和无功电流通过精确反馈线性化解耦,实现对整流功率因数和整流后直流电压的灵活控制。Matlab仿真结果表明,该控制策略有效地减少了电容电压的波动,达到了预期的效果。     

基于SVM的不平衡电网下VIENNA整流器性能优化

为了减小不平衡输入条件下直流侧电压纹波和无功功率的直流分量,在VIENNA整流器稳态运行分析的基础上,采用改进型直接同步解耦方法对电流内环建模,同时加入少量功率补偿来扩大工作区域,以适应不同程度的不平衡电压。另外,加入死区控制追踪参考电流,选择最佳占空比驱动门极开断。该控制策略有效地实现直流侧电压纹波消除以及功率因数校正。仿真和实验验证了该控制策略的可行性。     

不对称故障下STATCOM的运行和控制

随着电网负荷日益复杂化,电网常出现不对称故障,而且传统静止同步补偿器(STATCOM)存在参数整定难,计算复杂的缺点,故不能很好地实现无功电流的实时补偿和装置的稳定运行.通过对不对称故障状态下逆变器直流侧电压失稳机理的分析,提出一种基于正负序矢量分别定向控制新策略.该控制策略对不对称电压电流进行矢量分解,并在正负序网络下对各电矢量分别进行定向控制,从而可以有效抑制输出谐波分量,稳定直流电压,并实现动态无功补偿.同时结合能量泄放装置实现STAT℃OM在故障下的不脱网运行.该控制策略简单可靠,具有高鲁棒性,易于实现;仿真和实验结果表明,采用提出的控制方法可以及时穿越不对称故障,并有效补偿系统无功,稳定直流侧电压.     

基于瞬时无功理论的 STATCOM 控制策略研究磁

在含负序分量且电力系统三相不平衡工况的条件下,分析了 STATCOM 装置的功率潮流,针对此环境下STATCOM 直流侧电容电压产生的2倍频的电压波动问题,在控制策略上提出了一种结合瞬时功率理论和传统 PI 的控制方法。在 Matlab/simulink 环境下进行了仿真,结果表明该方法可以获得很快的动态性能且具有较好的谐波特性。     

储能型SVG的虚拟硬件在环仿真系统

该文提出一种由三相H桥逆变器、DAB变换器及超级电容构成的储能型SVG装置及相关控制策略。针对控制策略,该文在双闭环PI前馈解耦的控制策略中,引入相间电压均衡控制。针对仿真建模,由于虚拟硬件技术的加入,极大增加了仿真系统的完整性,增强了仿真的灵活性和工程实用价值,同时搭建油田抽油机装置,模拟电机运行工况。仿真结果表明,储能型SVG装置能很好地实现补偿特性,提高系统的功率因数,均衡三相直流侧电压,提高油田领域的电能质量。     

基于PMW三相并网逆变器矢量解耦控制系统的设计

三相PWM逆变器是风力发电并网系统的主要部分,开发高性能的逆变器控制策略已成为研究的重点。对于相位幅值逆变控制电路,为电压单环结构,响应速度慢,且网侧存在直流电流偏移量,瞬态时,输入电压滤波器会出现振荡且负载电流会发生畸变。提出一种矢量解耦控制策略,对直流侧电容电压的平衡进行分析与补偿设计,给出矢量解耦控制算法的软件流程。实验结果表明,该控制策略能获得较好的控制性能,并能实现单位功率因数校正。该逆变器运行效率高,可靠性好,完全满足并网要求。     

矿用级联型高压变频器母线电容控制策略

针对H桥逆变器级联型高压变频器母线电容体积大的问题,提出了一种在基波调制信号中注入三次谐波以减小母线电容容量的控制策略。在总调制比不变的情况下,三次谐波注入等价于将母线电容电流的低次谐波部分转化为高次谐波,从而减小了母线电压纹波。推导了母线电容电流谐波含量与三次谐波注入量的关系,并给出了不同功率因数下三次谐波最大注入量的表达式。Matlab/Simulink仿真结果表明,在功率因数为0.85的典型负载下,采用本文控制策略可将母线电容容量降低24.2%,验证了该控制策略的可行性和有效性。     

级联H桥整流器电容电压平衡控制改进算法

直流侧电容电压平衡的问题是级联H桥整流器CHBR(cascaded H-bridge rectifier)目前研究的热点问题.分析并推导了CHBR的电路模型;然后引入单相dq变换,建立了CHBR在此坐标系下的数学模型;分析了一种基于能量交换的CHBR直流母线电压平衡的算法;针对其开关频率高且在负载不平衡时无法正常运行的问题,提出了一种适用于负载不平衡条件下的算法.最后通过Matlab搭建了2级级联的系统仿真.结果表明,该算法可以在负载达到一定不平衡度的范围内较好地平衡各模块的直流电容电压,并且有效地控制系统的有功和无功,实现网侧电压电流同相位运行.     

基于级联H桥逆变器的SVG直流侧电压控制策略

SVG在柔性交流输电中得到广泛应用,其主要缺点之一是各功率单元直流侧的电压不平衡。论文基于功率单元的数学模型和瞬时无功功率理论,深入研究了功率单元电压平衡控制策略。在坐标变换中,取电流矢量为d轴,控制输出电压的直轴分量就可以保持直流侧电压平衡。根据功率平衡原理,提出了控制器的设计计算方法。仿真结果验证了该方法的正确性。     

大容量链式静止同步补偿器的非线性双输出解耦控制

大容量链式静止同步补偿器(STATCOM)是典型非线性系统, 其控制理论和算法复杂且抽象. 本文根据链式STATCOM的有功–无功电流的动态数学模型, 得到非线性动态无功控制策略, 利用双输入双输出线性化的控制方法, 实现双输出变量解耦控制. 仿真及实验研究表明, 该链式STATCOM非线性双输出解耦控制器, 在系统发生短路或大功率负载突变时具有良好的动态性能.     

双馈风力发电系统功率解耦控制策略仿真研究

研究风力发电机功率效率优化控制问题,由于外部风力环境变化较大,应保证变换器的稳定性控制。传统的控制方法不但动态和稳态性能差,而且控制策略比较复杂。为了改善控制效果,提高直流电压利用率,采用了SVPWM调制技术,并提出了一种功率解耦控制策略的双脉宽调制(PWM)变换器控制方案。网侧变换器控制直流母线电压的稳定并调节网侧功率因数,转子侧变换器进行矢量解耦控制,调节定子有功和无功功率。仿真结果表明,控制策略能够快速跟踪风速变化,维持直流侧母线电压恒定,输出的电流为正弦波,并且与电网电压同频同相,满足并网条件,实现有功和无功功率的独立调节,对并网风力发电系统的设计研究提供有意义的参考。     

基于CPS-SPWM调制方式的链式STATCOM研究

针对非线性、冲击性负荷给煤矿电网注入了大量无功功率和谐波的问题,研究了基于CPS-SPWM调制方式的链式静止同步补偿器STATCOM;介绍了链式STATCOM主电路结构;针对链式STATCOM调制方式包括单极性CPS-SPWM和双极性CPS-SPWM两种调制方式,采用Matlab仿真分析了基于H桥基本模块和基于级联H桥的单极性CPS-SPWM调制方式与双极性CPS-SPWM调制方式的差别,结果表明,单极性CPS-SPWM调制方式的波形质量明显好于双极性CPS-SPWM调制方式,链式STATCOM应选用单极性CPS-SPWM调制方式;采用Matlab/Simulink平台对不同调制比下的基于单极性CPS-SPWM调制方式的链式STATCOM进行仿真,结果表明,该链式STATCOM具有输出波形好、谐波低、扩展性强等特点。     

Cascade nonlinear control of shunt active power filters with average performance analysis

The problem of controlling single-phase shunt active power filters is addressed in presence of nonlinear loads. The control objective is twofold: (i) compensation of harmonic and reactive currents absorbed by the nonlinear load, this objective is referred to as power factor correction (PFC); (ii) regulation of the inverter output capacitor voltage. A two-loop cascade control strategy is developed that includes an inner-loop designed, using the Lyapunov design approach, to cope with the compensation issue and an outer-loop designed to regulate the capacitor voltage. The controller performances are formally analysed using system averaging theory. The theoretical results are illustrated by simulation.     

基于SOGI-FLL算法的油田电网动态无功补偿对策研究

为了解决油田无功补偿装置爆电容现象,本课题在现有无功补偿装置存在问题的基础上,提出了采用晶闸管投切电容器与静止无功发生器相结合的补偿方案;将SOGI－FLL算法应用于电压精准锁相和无功功率的准确计算中,其结果分别用于确定Matlab仿真模型中晶闸管投切电容器的投入时刻和提供静止无功发生器的控制参考信号,从而实现谐波和无功电流的有效控制;仿真结果表明,该方案不仅实现了无功功率的有效补偿,而且进一步降低了油田配电网无功损耗,提高了功率因数。     

一种采用多绕组中频变压器的三相多电平变流器

针对传统多电平变流器存在电容电压不平衡或提供直流电源的移相变压器体积大、成本高的问题,提出了一种基于级联H桥和多绕组中频变压器的三相多电平变流器;介绍了该变流器的电路结构和工作原理,详细分析了该变流器的控制方式。仿真结果表明,该变流器具有稳定的静态特性、良好的动态特性,且电流谐波含量低。