50MVA静止同步补偿器链节的等价试验

50MVA新型静止无功发生器(StaticSynchronousCompensator,STATCOM)采用IGCT链式逆变器。为了有效地对装置进行型式试验,需要对大容量链节进行等价额定工况运行试验及过电流保护试验。等价额定工况运行试验采用所谓的背靠背运行试验方法,两个被试验链节输出通过一个连接电抗相连,通过控制两个链节输出电压相位角来控制链节间交换的无功功率方向和大小,损耗由连接到其中一个链节直流侧的外接直流电源提供。等价过电流保护试验通过链节带感性负载进行。文中给出了背靠背试验、等价过电流保护试验的原理以及试验结果。试验结果表明链节设计达到了链式STATCOM技术标准的要求。     

50MVA STATCOM的链节及其背靠背额定工况运行试验

上海西郊变电站的50MVA 新型静止无功发生器(Static var Compensator, STATCOM)装置采用基于IGCT器件的链式逆变器,每相由10个IGCT单相逆变器(链节)串联而成并输出10kV线电压,IGCT器件容量为4500V/4000A.为了有效地验证链节在额定工况下运行时IGCT压装及连接工艺、控制电源、控制、保护、冷却、电磁兼容等方面的设计是否达到了技术标准的要求,需要对链接进行额定工况运行试验.试验时两个被试验链节输出通过一个连接电抗相连,通过控制两个链节输出电压相位角来控制链节间交换的无功功率方向和大小,损耗由连接到其中一个链节的直流电容的外接直流电源提供.文中给出了链节原理及其设计、背靠背试验原理以及试验结果.试验结果表明链节设计达到了链式STATCOM技术标准的要求.     

基于集成门极换向晶闸管与链式逆变器的±50 Mvar 静止同步补偿器

基于集成门极换向晶闸管 (integrated gate commutated thyristor, IGCT) 和链式逆变器的±50 Mvar 静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)已研制完成并投入工业运行。文中给出了±50 Mvar STATCOM的主电路构成及主要参数、150 Hz 优化脉宽调制(pulse width modulation,PWM)控制策略、直流电压平衡控制策略及自平衡反馈线性化无功控制策略,并给出了现场的试验结果。试验结果表明±50 Mvar STATCOM装置的各项性能指标都达到了预期目标。     

高压大容量静止同步补偿器的优化节能运行

为了实现高压大容量静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)的节能运行,以南方电网35kV/±200MVA链式STATCOM为研究背景,从STATCOM的器件选择、控制方式、控制策略等多方面进行了讨论。对比了IGBT、IGCT和IEGT等功率开关器件的开通损耗、关断损耗和驱动功率,提出从节能角度采用IEGT更适合目标系统。分析了硬开关PWM逆变器的缺点,提出在链式STATCOM的PWM控制方式逆变器中采取辅助谐振软开关拓扑结构,可减少损耗,应对逆变器载波频率、无功波形质量和装置损耗之间的矛盾。考虑到目标STATCOM的并联连接方式,基于对现场运行数据的分析,建立了多台STATCOM并联运行的节能优化数学模型,可用于制订节能运行策略。基于对广东电网暂态无功需求的分析,提出STATCOM与传统的电容/电抗器无功补偿设备配合控制策略:STATCOM优先动作,需要补偿的稳定容量达到设定限值后,转投/切电容器或电抗器。仿真结果与现场测试数据表明,采用以上节能方式,可降低约30%的STATCOM损耗。     

±50 Mvar链式STATCOM脉冲发生器设计

介绍了用于±50 Mvar链式静止无功发生器（STATCOM）的基频优化脉宽调制（PWM）的脉冲发生器。根据链式逆变器电路结构的特点制定了基频优化PWM方案。脉冲发生器采用数字信号处理器（DSP）加现场可编程逻辑门阵列（FPGA）作为主要的处理器，根据两者各自的特点分配功能，提高了脉冲发生器的总体性能。该脉冲发生器在20 kVA链式STATCOM原理样机中可靠运行，实验结果证明了设计的正确性。     

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.     

基于反故障控制的链式STATCOM动态控制策略的研究

静止同步补偿器在系统不对称和系统电压突降等异常工况下,需要快速有效地保证装置自身的安全,同时要能够安全、有效地发挥应有的作用。国家电网公司攻关项目——上海西郊变±50MV?A STATCOM将采用链式逆变器。针对系统异常工况,该文为链式STATCOM设计了反故障动态控制策略,包括系统电压突变控制以及不对称控制,其中不对称控制策略包括了不对称矢量控制和分相控制二种方法。仿真结果表明,系统电压突变控制能够使链式STATCOM抵御50%系统电压突然下降,而所设计的不对称控制解决了链式STATCOM在不对称工况下的安全运行问题。在链式STATCOM物理样机上的实验结果表明所设计的反故障动态控制策略能够在保证装置自身安全的同时使STATCOM发挥应有作用。     

±50 Mvar链式STATCOM稳态特性研究

根据±50 Mvar 链式静止无功补偿器（STATCOM）的实际设计，建立其仿真模型，分析其运行原理和稳态特性，通过PSCAD仿真软件计算得到其各项稳态性能指标满足要求。在传统的STATCOM数学模型基础上，建立了考虑各种损耗的链式STATCOM详细的暂态、稳态数学模型，解释了链式STATCOM稳态运行时的若干非线性现象，利用PSCAD仿真软件对±50 Mvar STATCOM进行稳态仿真研究，验证了上述分析结果的正确性。     

基于链式逆变器的50MVA静止同步补偿器的直流电压平衡控制

结合 50MVA 静止同步补偿器的研制,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 50MVA STATCOM 的PSCAD 模型上进行了仿真研究及在±18kvar 物理模拟装置上进行了实验。仿真结果及实验结果验证了稳态模型以及所提控制方法的正确性和可行性。     

不平衡工况下链式STATCOM的运行极限分析

在并网电压不平衡或补偿无功电流不平衡的工况下,需采用控制策略以保证链式静止同步补偿器(STATCOM)各个链节单元的直流电压基本恒定。常用的方法是将三角形接线的STATCOM叠加零序电流或星形接线的STATCOM叠加零序电压。基于零序分量叠加的方法,分析了在不平衡工况下保证链式STATCOM正常运行的条件。综合考虑并网电压不平衡与补偿无功电流不平衡的情况,分析了并网电压不平衡度、补偿无功电流不平衡度与装置额定电流、额定电压之间的关系。据此定量给出了三角形接线与星形接线的STATCOM装置不平衡运行的极限。通过比较发现,三角形接线的STATCOM更适用于补偿无功电流不平衡度较高的场合,而星形接线的STATCOM更适用于并网电压不平衡度较高的场合。最后在MATLAB/Simulink环境中搭建了仿真系统,仿真结果验证了上述分析的正确性和有效性。     

高压开关全电压关合试验相关问题研究

以国际电工委员会(IEC)和我国关于高压断路器合成试验的相关标准为依据,笔者提出了一种基于真空触发开关(TVS)的电流源快速合闸开关和全电压关合试验回路。分析了全电压关合试验的实施难点以及影响与直接试验等价性的主要因素,引入短路关合电流是否投入的综合判据,设计并实现了可进行额定参数为110 kV/63 kA电流源主控开关和全电压关合试验系统样机。以进行具有最大预燃弧时间的全电压关合为例,对所研究的试验系统进行了功能和可靠性现场试验。结果表明,该系统在大功率试验站强电磁干扰环境下具有较高的控制精度和工作稳定性。     

正确检测振动源电动机激振力的探讨

额定激振力为振动源电动机(简称振动电机)的主要技术指标,是考核其使用功能的关键数据。然而,在实际检测中由于诸多因素的影响使得测试结果难以准确,而且测得的数据也很不稳定。本文对影响激振力正确测定的几个关键技术问题进行了分析研究,提出了解决这些问题的实用方案。     

单相全桥谐振直流环节软开关逆变器

为提高逆变器的效率和简化控制方式,提出一种单相全桥谐振直流环节软开关逆变器。通过单独开关控制辅助谐振电路,使直流环节电压在逆变器主开关需切换时下降到零,逆变器的主开关可以实现零电压开关,同时辅助开关也可以实现零电压开关。而且,逆变器直流环节电压不会超过直流源电压。由于谐振过程和零电压持续时间都较短,因而可以减少功率消耗和提高直流电压的利用率。依据不同工作模式下的等效电路,分析其工作原理,结合相平面分析法研究其动力学行为,给出了软开关实现条件和参数设计过程,搭建了实验样机。实验结果表明逆变器的主开关和辅助开关都实现了软开关,可以有效地降低该软开关逆变器的开关损耗和提高其效率。     

一种燃料电池独立发电逆变器的研究

本文介绍了一种单相独立发电燃料电池应急电源系统,分析了燃料电池从起动到额定功率工作、系统检测、故障保护等整套逆变装置功能,详细介绍了燃料电池起动电路、前端DC/DC变换电路、DC/AC逆变电路以及蓄电池充电电路的设计方法。最后通过实际系统测试表明,该逆变器工作稳定可靠,具有良好的工作特性。     

ABB工业传动在测试台上的应用

介绍了ABB交流传动的直接转矩控制(DTC)变频控制技术、工作原理和性能特点。同时介绍了DTC变频器与交流异步电机共同组成的新型高性能交流测功机在测试台应用中的先进技术和解决方案,包括汽车底盘测功机、发动机测试台、变速器测试系统。     

高频高压开关电源的设计和仿真

针对高压直流电源存在的一些问题,设计了一种基于串并联谐振软开关高频逆变的高压大功率的直流电源.主要从主电路结构、变换器的选择及其等效电路分析等方面给出了电源的设计过程.利用MATLAB/simulink对逆变器的谐振过程进行了仿真验证,得出了仿真结果.并进行了相应分析.仿真结果表明,串并联谐振变换器具有很好的电流源特性...     

基于PWM逆变器的直线感应电机参数辨识方法

针对直线感应电机初级漏感和次级漏感不相等的特性,提出了一种基于PWM逆变器的直线感应电机参数辨识方法,将堵转试验的等效电路改进后得到方程组计算电机的参数。将此方法应用于一额定电压30V的直线感应电机参数辨识中,试验结果与传统方法得到的试验结果比较,证明了所提出的方法提高了辨识精度。     

一种基于双向反激DC/DC变换器的逆变拓扑

提出一种基于双向反激DC/DC变换器的逆变拓扑电路,介绍了电路的工作原理和控制原理,给出了优化的控制方案和主要参数设计,并进行了实验验证.解决了半桥双向电流源高频链逆变器2个桥臂电容电压不平衡的问题及推挽式双向电流源高频链逆变器需要另外设置抑制电压尖峰电路的问题.在反激逆变器工作在电感电流连续模式的基础上,引入了同步整流控制策略,同时实现了零电压开通,有效地减少了整流管的通态损耗及开关损耗.电路结构简单,运行可靠;具有良好的稳态和动态特性,负载适应性好,具有四象限运行的能力.     

电力系统戴维南等值参数辨识的不确定模型

考虑到系统的运行方式、故障扰动及非线性负荷的动态行为等因素对戴维南等值参数的影响,在状态空间建立电力系统戴维南等值系统的离散时间不确定模型。融合预报协方差矩阵的自适应调整和状态空间鲁棒性估计,给出辨识戴维南等值参数的新算法。采用基于UDUT分解的测量更新及时间更新算法,使算法具有良好的数值稳定性。在改进的IEEE 50机测试系统上,对提出的辨识算法进行仿真测试。测试结果表明,算法具有好的鲁棒性、数值稳定性和抗干扰能力,其在功率增长条件下的等值参数辨识结果符合PV分析得到的最大功率值结论。     

光伏并网逆变器的LCL滤波器效率优化

为了提高光伏发电系统的并网效率,降低并网谐波,根据模拟滤波器的理论和设计方法,指出LCL滤波器的优势所在。结合逆变器应用详细介绍了LCL滤波器主要参数的设计优化方法,对滤波器主要器件的损耗计算和效率优化做了量化分析。将滤波器与实际300 kW光伏逆变器连接试验,仿真和试验结果验证了设计的正确性,根据实验结果绘制的负载-效率曲线在50%负载和100%负载时滤波器电能转换效率均在99%之上,电流总谐波畸变率THD在100%负载时小于1%,均大大优于各国际、国内标准和技术规范的要求。