基于DSTATCOM的点焊机无功功率补偿研究

为了更好地解决点焊机负荷引起三相负荷不平衡、系统功率因数低等电能质量问题,提出了基于静止同步补偿器（DSTATCOM）的无功功率补偿方法。首先给出了配电静止同步补偿器的主电路结构,然后利用改进的基于瞬时无功理论的电流检测方法检测出谐波和无功电流,分析了配电静止同步补偿器平衡三相不平衡负荷的原理。最后根据点焊机在实际工作中的情况,通过Matlab/Simulink仿真验证了采用的补偿方法可以平衡三相电流,提高系统功率因数和缓解电压跌落。该研究表明用于不平衡负荷的配电静止同步补偿器具有良好的动态性能和静态补偿效果。     

可连续调节容性无功的PWM型静止无功补偿器

提出了一种新型的可连续调节电容的静止无功补偿器。该补偿器将脉宽调制(PWM)型 AC-AC变换器与变压器相结合直接调节补偿电容上的电压,进而使补偿器能输出连续变化的容性 无功。该补偿器克服了传统的晶闸管控制电抗器(TCR) 固定电容器(FC)、TCR 晶闸管投切电 抗器(TSC)等静止无功补偿器用感性无功覆盖容性无功以产生连续可调容性无功的调节方式所存 在的不足,其变压器的容量仅为补偿电容容量的25％。该补偿器工作于PWM方式,不产生低次 谐波,响应速度快,控制易于实现。文中详细阐述了该补偿器的工作机理,推导了补偿器无功输出 及变压器视在功率与开关占空比的关系。最后通过实验验证了该补偿器的可行性和有效性。     

可连续调节容性无功的PWM型静止无功补偿器

提出了一种新型的可连续调节电容的静止无功补偿器。该补偿器将脉宽调制（PWM）型AC-AC变换器与变压器相结合直接调节补偿电容上的电压，进而使补偿器能输出连续变化的容性无功。该补偿器克服了传统的晶闸管控制电抗器（TCR）+固定电容器（FC）、TCR+晶闸管投切电抗器（TSC）等静止无功补偿器用感性无功覆盖容性无功以产生连续可调容性无功的调节方式所存在的不足，其变压器的容量仅为补偿电容容量的25%。该补偿器工作于PWM方式，不产生低次谐波，响应速度快，控制易于实现。文中详细阐述了该补偿器的工作机理，推导了补偿器无功输出及变压器视在功率与开关占空比的关系。最后通过实验验证了该补偿器的可行性和有效性。     

单相光伏接入的低压配电网平衡补偿技术研究

受非线性负载和单相负载等因素的影响,低压配电网自身存在较为严重的三相不平衡问题。随着低压配电网中单相光伏的大量接入,加剧了其三相不平衡度,造成变压器使用寿命降低、线路无功损耗增加等一系列问题。为解决单相光伏接入带来的三相不平衡问题,考虑配电网的三相不平衡因素及低压配电网的结构特点,本文研究一种基于瞬时无功理论的静止同步补偿器的平衡补偿技术。文中首先指出了单相光伏接入带来的三相不平衡问题;然后从理论上分析了静止同步补偿器的平衡补偿原理,并结合低压配电网的特点提出适用于接入低压配电网的静止同步补偿器控制策略,最后在PSCAD中搭建了仿真模型,仿真结果表明,所提补偿技术能够有效解决单相光伏接入带来的三相不平衡问题。     

不平衡补偿时静止同步补偿器的分相控制

通过分析不平衡补偿时补偿器输出电压与补偿电流的关系,并利用三相三线系统中没有零序电流通道的特点,证明了通过向补偿器三相输出电压中加入零序分量,能够达到使其输出电压幅值相同的目的。基于此原理,提出一种配网静止同步补偿器在不平衡补偿时的分相控制方法。该控制方法以各相无功功率为零作为控制目标,在保持调制比相同的情况下通过调节补偿器各相输出电压相对于系统电压的相角差δ来调节各相的输出电流,实现了补偿器的分相控制。通过分析说明了采用该控制方法的系统达到稳态时,电网电流三相平衡且功率因数为1,达到了无功补偿和负载功率平衡的目的。利用Matlab对分相控制方法进行仿真,仿真结果验证了该控制方法的正确性和有效性。     

电力系统谐波、负序与无功电流复合补偿策略的研究

基于瞬时无功功率理论,提出了一种适用于三相三线制和三相四线制电力系统谐波、负序以及无功电流的复合补偿策略。数值仿真结果表明,该复合补偿策略的投入使用,可使电力系统综合补偿装置运行在有源电力滤波器和静止无功发生器功能相结合的复合工作模式,从而实现具有不对称非线性负载的电力系统的谐波抑制、无功补偿以及负载不平衡抑制等综合控制任务。     

PWM型动态无功补偿技术的研究

提出了一种新型的可连续调节的PWM型动态无功补偿技术,以较小的逆变容量实现了系统的动态无功补偿。该补偿装置主要包括PWM调压电路和电容器组两部分。PWM调压电路输出侧与补偿电感串联后直接并入电网,通过检测计算出电网电流中所含的基波无功电流分量,利用PWM脉宽调制技术控制PWM调压电路的开关占空比,使补偿器输出相应的无功电流,从而动态连续补偿电网无功。该装置不仅实现动态无功补偿,而且补偿的过程中动态响应速度快,向系统注入的谐波含量小。     

考虑电能质量约束下的电弧炉无功补偿方案

针对交流电弧炉引起的电压波动和闪变、三相不平衡以及谐波等问题,提出了考虑电能质量约束下的无功补偿配置计算方法,并采用静止无功补偿器(SVC)与静止同步补偿器(STATCOM)联合运行的补偿方案加以治理。以湖北天门某电弧炉实际工程项目数据为参考,根据3组不同的电能质量要求等级分别给出了相应的补偿配置方案,并搭建了基于上述补偿方案的三相电弧炉供电系统模型,对其进行仿真验证。仿真结果表明,所提出的无功补偿方案能有效解决电弧炉造成的电能质量问题,且在保证治理效果的前提下降低方案投资成本,提高钢铁企业的经济效益。     

DSTATCOM在不平衡负载下的补偿特性

介绍了应用于三相三线系统的配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)的基本原理。采用直接控制电源电流方式的无功谐波检测方法、基本原理和三相负载不平衡情况下进行补偿的特性分析,并在Matlab/Simulink环境下仿真。仿真结果表明,该DSTATCOM控制方法的有效性和对三相负载不平衡情况下良好的补偿特性。     

基于DSP的不平衡补偿和单纯形优化的静止无功补偿器

针对静止无功补偿器SVC(Static Var Compensatot)作为不平衡负荷补偿和电压稳定控制的工况,提出了不平衡补偿和优化控制方法.对于不平衡负荷补偿,提出基于虚拟对称三相系统的同步参考旋转坐标变换的补偿电纳计算方法,利用电网电压中的一相电压构造虚拟的对称三相系统,由此可以准确计算所需的补偿电纳,该方法计算简单,基于该方法的静止无功补偿器不需要硬件锁相环,能够快速、准确地补偿负荷的无功功率;对于电压稳定控制策略,提出了基于改进的单纯形加速算法SPX(SimPleX method)优化递推积分PI控制方法,以ITAE准则作为寻优目标函数,对PI控制器的参数Kp、Ki进行实时调整、寻优,使SVC系统的瞬态响应过程达到最佳,能快速、无超调地跟踪SVC系统的电压设定值.仿真和实验结果表明所提不平衡补偿和优化控制方法的可行性和有效性.     

基于T型三电平拓扑的新型电能质量补偿器

针对三相四线制配电系统,提出一种基于T型中点箝位型三电平逆变器技术的新型电能质量补偿器拓扑,并简要介绍了新型电能质量补偿器的工作原理。详细分析了新型电能质量补偿器逆变器直流侧电压波动的成因,以及采用传统三维空间矢量脉宽调制(3D-SVPWM)算法时系统侧出现不平衡电流和谐波分量的根本原因,并提出改进调制算法来解决该问题,即通过分别处理直流侧正、负极电压调制比,并按比例分配补偿时间进行中点平衡控制。在MATLAB/Simulink平台上的仿真结果表明,所提改进调制算法通过简单的控制策略,可同时实现无功补偿、谐波抑制及不平衡治理,且补偿效果良好。     

基于STATCOM三相不平衡负载的平衡补偿

由于单相STATCOM具有输出无功电流谐波含量低、响应速度快等优点而适用于不平衡负载的平衡化补偿。提出了采用单相STATCOM实现平衡化补偿的两种主电路结构及电压-无功综合控制方法。三相补偿电流相量采用对称分量法通过矢量变换获得，单相无功功率采用单相瞬时无功功率算法得到，单相逆变器采用特定谐波消除PWM算法(SHE-PWM)以保证输出无功电流的总谐波畸变率(THD)小于5％，同时保证直流侧电容电压的稳定。试验结果验证了STATCOM进行平衡化补偿的快速性。     

Design and Implementation of Adaptive Neuro–Fuzzy Inference System Based Control Algorithm for Distribution Static Compensator

This article focuses on the design and implementation of a distribution static compensator using an adaptive neuro–fuzzy inference system based controller. The distribution static compensator is controlled to provide power quality improvement, such as power factor correction, harmonics compensation, load balancing, and voltage regulation. Active and reactive power fundamental components of load currents are extracted using d-q theory. A distribution static compensator is realized using a voltage source converter. Both simulation and experimental results prove the effectiveness of the control algorithm under non-linear loads. The adaptive neuro–fuzzy inference system based controller works satisfactorily for power factor correction and harmonics reduction under balanced as well as unbalanced load conditions. Test results clearly depict the dynamics of the performance of the system under steady state as well as dynamics under load change and load unbalancing.     

静止无功补偿器与有源电力滤波器联合运行系统

提出一种具有功率因数校正、补偿负载不平衡和滤除电网谐波电流的静止无功补偿器(static var compensator,SVC)和有源电力滤波器(active power filter,APF)联合运行系统电路结构。其中,SVC由晶闸管控制电抗器(thyristor controlled reactor,TCR)及固定电容器(fastness capacitor,FC)组成,主要用来快速补偿无功,并通过对其三相不对称控制来消除电网三相不对称和负序电流;APF部分主要用来消除电网及SVC引起的谐波电流,同时抑制固定电容器与电网等效阻抗间可能的串并联谐振。在分析SVC和APF联合运行系统基本工作原理的基础上,对联合运行时的控制方法进行研究。仿真和实验结果证明了该联合运行系统的可行性。     

基于单相STATCOM的不平衡负荷平衡化补偿的仿真研究

单相STATCOM由于具有输出无功电流谐波含量低、响应速度快等优点而适合于不平衡负荷的平衡化补偿。文中给出了采用单相STATCOM实现平衡化补偿的两种主电路结构及电压-无功综合控制方法。三相补偿电流相量采用对称分量法通过矢量变换获得，单相无功功率采用单相瞬时无功功率算法得到，单相逆变器采用特定谐波消除PWM算法(SHE-PWM)，以保证输出无功电流的谐波总畸变率小于5％，同时保证直流侧电容电压的稳定。对所给出的补偿方法进行了仿真研究，结果验证了单相STATCOM进行快速平衡化补偿的能力比较强。     

A novel approach of reference current generation for power quality improvement in three-phase, three-wire distribution system using DSTATCOM

This paper presents a novel approach based on an improved instantaneous active and reactive current component theory for generating reference currents for distribution static compensator (DSTATCOM). Three-phase reference current waveforms generated by proposed scheme are tracked by the three-phase voltage source converter in a hysteresis band control scheme. The performance of the DSTATCOM using the proposed control strategy has been evaluated under various source and load conditions. The performance of the proposed control strategy has been evaluated in terms of load balancing, reactive power compensation, compensator rating and harmonic mitigation. A three-phase, three-wire distribution system supplying star connected linear as well as non-linear unbalanced load is considered for simulation study. The detailed simulation results using MATLAB/SIMULINK software are presented to support the feasibility of proposed control strategy.     

点焊机三相不平衡负荷的静止无功补偿

为了提高对三相不平衡负荷电能质量问题的有效治理,介绍了基于同步对称分量法的不平衡负荷的补偿方法,并研究了具有分相补偿能力的静止无功补偿装置(SVC)。通过对汽车工业点焊机负荷的实测数据介绍了三相不平衡负荷的电能质量问题,并针对点焊机的不平衡补偿进行了动态模拟试验。试验结果表明,设计的不平衡负荷补偿装置不仅具有较好的动态跟踪性能,且具有良好的补偿效果,值得在实际工程应用中推广。     

新型负序电流检测方法及其应用

针对传统的基于同步旋转变换负序电流检测方法的一些缺陷,提出了一种新的检测方法,该方法不仅适用于负载不对称系统,而且适用于电源电压不对称系统.在检测过程中,不需要采用锁相环(PLL)电路获得同步旋转角,消除了PLL延时带来的影响.仿真结果证明了所提检测方法的正确性和有效性,新的负序电流检测方法具有精度高、实时性强的特点.最后,给出了所提方法在配电静止同步补偿器中的应用效果,表明采用所提的负序电流检测方法配电静止同步补偿器能很好地实现负载的不平衡补偿.