不平衡系统中D-STATCOM的控制策略

不平衡系统中配网静止同步补偿器D-STATCOM的控制是D-STATCOM的重要研究内容。提出一种根据FBD功率理论,以单位功率因数为补偿目标的D-STATCOM新型控制方法。该控制方法将目标电流进行序分解,对其正、负序分量分别转换到两个独立的旋转坐标系中,对正、负序电流的d轴和q轴分量分别采用比例-积分(proportional integral,PI)控制。由于正序和负序分量在相应的旋转坐标系中d轴和q轴分量均为直流,简化了控制器设计。该方法采用电网电流控制的闭环结构,直流侧电容电压的调节模块直接产生电流的参考值,不需要复杂的无功电流检测过程,控制系统结构简单。

配电网静止同步补偿器的前馈解耦控制策略

对DSTATCOM的解耦控制策略进行了研究,通过对系统电路结构的分析获得了存在耦合项的系统模型;采用前馈解耦控制策略,不仅实现了d、q轴电流解耦控制,而且保证了DSTATCOM输出电流可以稳态无差地跟踪其期望值信号;基于瞬时有功功率和瞬时无功功率的定义获得了电流跟踪控制器的期望值信号;在上述研究工作基础上,最终获得了DSTATCOM的双闭环控制系统。仿真与实验结果表明,DSTATCOM采用所提供的前馈解耦控制策略后,配电网PCC电压和DSTATCOM直流侧电压均能及时、有效地调整到其期望值。

应用于风电场的静止同步补偿器电压控制策略

针对风电场中静止同步补偿器(STATCOM)数学模型的多变量、非线性和强耦合特性,提出一种非线性PI控制和前馈解耦控制相结合的STATCOM电压双闭环控制策略。在该控制策略中,STATCOM公共连接点电压和STATCOM逆变器直流侧电压的控制均采用了基于跟踪微分器的非线性PI控制,STATCOM逆变器输出电流的控制采用了前馈解耦控制。电压外环非线性PI控制提高了装置的响应速度和鲁棒性,电流内环前馈解耦控制实现了对逆变器输出电流有功分量和无功分量的解耦控制。仿真结果表明,采用所提控制策略时STATCOM在固定工况和工况发生变动的情况下均表现出了良好的控制性能,满足应用要求。

静止同步补偿器电压控制策略

为寻求性能优良、容易实现的配电静止同步补偿器(DSTATCOM)的电压控制策略,根据DSTATCOM系统中的瞬时功率平衡理论,推导出了DSTATCOM用于控制电压时的直接电压控制策略。该控制策略中无需电流检测电路,跟传统的串级控制相比较具有控制简单、响应速度快等优点;针对直接电压控制策略中控制器的控制性能受系统参数影响较大的缺陷,提出了DSTATCOM的直接电压模糊PI控制策略,使根据瞬时功率平衡的直接电压控制具有更好的控制性能;同时考虑到实际电网中的电压不平衡现象普遍存在,在DSTATCOM电压控制器中引入电网电压负序分量的前馈控制,从而有效的提高了DSTATCOM在电网电压不平衡条件下的生存能力。理论分析和仿真结果证明了所提控制方法的正确性和有效性。

配电网静止无功补偿器的解耦控制策略

在配电网中,静止无功补偿器(D-STATCOM)可以起到稳定接入点电压,有效地降低网损率和提高功率因数及防止非线性负荷的作用。但是D-STATCOM在d-q坐标系下是一个非线性、强耦合的系统,需要进行解耦控制,因为对其进行解耦控制可以保证输出电流快速无差地跟踪整定值。研究D-STATCOM的解耦控制策略,通过对其基本结构进行分析,得到了耦合项的模型。采用模糊免疫PI控制和前馈解耦控制相结合的方法将原系统进行线性化的解耦,避免了有功和无功电流的耦合作用。最后运用MATLAB进行仿真。仿真结果表明,所提解耦控制策略性能优良、结构简单、容易实现。

三电平DSTATCOM控制策略及仿真分析

配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)可以实现配电网系统瞬时无功功率的快速补偿,其中三电平DSTATCOM能更好地适应大容量配电网系统的发展。以二极管箝位型三电平DSTATCOM的内部结构为例,介绍工作原理,探讨控制策略,依据数学模型搭建Matlab/Simulink仿真模块并分析仿真结果,验证控制策略可行性及二极管箝位型三电平DSTATCOM的动态补偿效果,为推动三电平DSTATCOM的发展提供理论参考。

一种单周控制的无功补偿控制器

为了提高配电网系统的电能质量,对无功功率进行精确补偿是非常有效的方法之一;本文研究了配电网静止同步补偿器用于无功补偿,并设计了单周控制的数字控制器;文中给出了基于单周控制的DSTATCOM无功补偿试验装置工作过程中的波形曲线,从试验结果可见,本文设计的单周控制DSTATCOM无功补偿装置的直流侧电容电压在工作过程中波动较小,装置发出或者吸收无功功率的动态响应速度较快,稳态补偿精度基本能够达到工程中无功补偿的要求。

链式STATCOM在配电网中的应用研究

介绍了链式静止同步补偿器(STATCOM)的拓扑结构,在此基础上分析了无功补偿的工作原理;采用解耦控制策略控制无功输出,它将三相对称的交流量变为两相直流量分别进行控制;设计了脉冲循环换位法控制直流侧电容电压;最后,搭建起基于PSCAD的链式STATCOM仿真模型。仿真结果验证了控制策略和脉冲循环换位法的正确性和可行性。