储能型双馈风电场联合STATCOM的无功协调控制

针对传统双馈风电机组(DFIG)低电压穿越(LVRT)能力不足问题,提出了储能型双馈风电场联合STATCOM的无功协调控制。该控制是在网侧变流器（GSC）原有的模型上将超级电容经隔离型DC/DC变换器并联到风机直流侧,以此吸收故障期间直流侧产生的不平衡功率;在发生低电压故障时,根据超级电容投入情况,对两侧变流器和并联在风机出口母线上的STATCOM进行无功协调控制来支撑电网电压;同时超级电容储能装置采用电压电流双闭环控制,满足了系统稳定性和经济性的要求。仿真结果表明：该方法应用在风电并网系统中可以使DFIG的LVRT能力得到极大的提升。     

基于模块组合多电平变流器的STATCOM研究

研究了基于模块组合多电平变流器MMC(Modular Multilevel Converter)的大容量STATCOM的控制策略。对MMC的工作原理和STATCOM运行特性作了分析,建立了M-STATCOM动态模型,并设计一种新的电容均压方法。同时,采用固定开关频率的直接电流控制策略,进一步增强补偿效果。最后利用Matlab/Simulink对系统进行了仿真,验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于扰动力矩观测器的电子节气门控制

通过介绍汽车电子节气门控制系统的工作原理及其组成,以及对系统的非线性因素分析,建立其数学模型,设计出数字PID控制器和扰动力矩补偿器,并在matlab/simulink中进行了仿真,对仿真结果分析得出:基于数字PID控制器的控制精度较差,并且容易产生超调;基于扰动力矩观测器的PID控制器具有较好的跟踪性,可以较好地满足控制要求.     

配电静止同步补偿器模糊控制的优化设计

针对复杂配电静止同步补偿器模糊控制参数难以调整的问题,建立了基于直接电流控制和简化FBD检测法的配电静止同步补偿器数学模型,在传统模糊PI控制原理的基础上,提出了基于混沌粒子群算法的模糊控制参数优化设计方法。仿真和试验结果表明,该优化方法能精准控制直流侧电压并使其抗干扰能力增强,同时使补偿电流能够快速准确跟踪补偿电流指令值,大幅提高了控制效果。     

H桥级联STATCOM自适应死区补偿方法

为消除死区效应对H桥级联静止同步补偿器(STATCOM)输出电压及电流的影响,提出一种新的死区补偿方法.根据离散扰动观测器的工作原理,设计相应的观测器,对由于死区效应引起的STATCOM输出电压与参考电压的差值进行实时在线观测,并将观测到的差值作为补偿量,引入到无差拍控制系统中,实现对死区的自适应补偿.仿真与实验结果表明,该方法可以有效地提高死区补偿效果,消除零点电流箝位现象,降低STATCOM输出电流的谐波含量.     

基于STATCOM的自励异步发电机不对称负载控制

针对独立自励异步发电机(SEIG)加载后电压和频率聚降的问题,提出了一种带储能装置的静止同步补偿器(STATCOM)对其进行并联补偿,以维持负载后机端电压和频率的稳定.基于自然坐标系的控制策略,实现STATCOM有功和无功的解耦控制,达到稳压稳频的目的.为了减小不对称负载电流对发电系统造成的危害,在三相参考电流中注入定子电流负序分量加以抑制.该控制策略在d SPACE+Quanser8实验平台上进行验证,结果表明,所采用的控制策略能有效提高异步发电机的负载能力和电能质量.     

高功率密度SiC静止无功补偿器强迫风冷散热综合建模及优化设计方法

为了提高大功率高功率密度电力电子装置热设计的准确性和设计效率,该文综合热传导、对流换热与流体力学理论,针对电力电子装置的典型强迫风冷散热系统,提出基于截面积二次方根为无量纲特征长度的综合热模型,并提出一种强迫风冷散热系统体积最优的优化设计方法.以380V/50kvar高功率密度静止无功补偿器(SVG)为例,比较所提出的综合热模型与温升实验的热阻,综合热模型平均热阻误差在7％以内,即在SVG满载运行时,散热器平均表面温升的绝对误差ΔTe在1.3℃以内.该文提出的综合热模型相对于传统热模型精度提升62％,证明了综合热模型的准确性.基于所提出的优化方法设计的散热系统体积4.03L,对比传统方法设计的体积5.7L,体积缩小30％,从而证明了该文提出优化设计方法的可行性.     

一种抑制多馈入直流系统后续换相失败的低压限流单元参数优化策略

多馈入直流输电系统受端换流站电气距离近,直流系统与交流系统之间、直流系统与直流系统之间相互作用也更为复杂。当交流系统较弱时,故障恢复期间提供的无功支撑不足,容易引起多回直流系统发生后续换相失败。配置无功补偿装置,优化控制环节参数等措施均有利于改善直流系统的故障恢复特性。基于此,提出一种抑制多馈入直流系统后续换相失败的低压限流单元参数优化策略,利用静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)输出的无功大小来衡量直流系统恢复程度,并将STATCOM输出的无功功率和直流电压相结合作为输入信号,随故障发展过程自适应调整低压限流单元输入输出特性,降低系统发生后续换相失败的概率。在PSCAD/EMTDC中搭建含STATCOM的双馈入直流输电系统模型,仿真结果验证了所提策略的有效性。     

不平衡下小容值级联STATCOM直流电压控制

为了降低成本、提高功率密度,星形级联H桥(CHB)静止同步补偿器(STATCOM)的直流侧电容通常采用小容值.在电网电压不平衡下,CHB STATCOM的直流电压纹波不再平衡,传统方法不再适用,直流侧容易产生过压保护,降低系统可靠性.为了解决该问题,首先通过建立有功功率模型,提出简化的零序电压注入方法实现电网电压不平衡下三相间有功功率平衡.为抑制直流电压纹波,避免直流过压保护,通过建立STATCOM直流电压与输出电压的关系,提出注入最优3次谐波电压降低直流峰值电压大小.最后,搭建了400 V/±7 kvar的CHB STATCOM样机,验证了提出方法的可行性与有效性.     

STATCOM直流侧电容器元件损耗分析及优化设计

以变电站静止同步补偿器(STATCOM)直流侧电容器为研究对象,从电场、温度场、内部结构等多物理场角度分析了直流侧电容器元件的损耗产生和散热机理.利用COMSOL软件对直流侧电容器元件进行了温度场和电场的仿真分析.仿真结果表明:在40℃的环境温度下,利用组合绝缘方式,在蒸镀金属层边缘处敷设一个相对介电常数为4的绝缘薄膜,该金属层边缘处最大电场强度减少了22.98％;采用金属化膜错边结构,其内部温度有明显的降低,最高热点温度下降了6.6％,增大介质膜厚度和金属层厚度均能减小金属损耗.但是随着介质膜越厚,局部放电起始场强明显变小.研究结果将为STATCOM直流侧电容器元件的设计提供参考依据,以提高电容器的使用寿命和可靠性.