三相电压源型逆变器级联的静止同步补偿器

提出一种三相电压源型逆变器级联的静止同步补偿器。该补偿器主电路由具有独立直流侧电容的三相电压源型逆变器通过单相耦合变压器级联而成,耦合变压器的容量为补偿器容量的1/3,具有逆变器中开关器件的开关应力小、直流侧电容电压波动小、补偿电流的波形品质好等优点。采用移相脉宽调制技术可以在不改变输出电压品质的情况下降低逆变器的开关频率,将输出电压的谐波主频带推至3倍开关频率附近,采用d-q解耦控制可提高补偿器的响应速度。考虑到补偿器中各逆变器可能存在参数不一致的问题,对各逆变器的直流侧进行电压平衡控制,仿真实验证明了该补偿器及其控制方法的正确性和有效性。

级联型静止同步补偿器的直流电压检测及控制方法研究

基于移相式载波脉宽调制原理,提出一种实用的检测各逆变单元直流电容电压的方法。该方法可大大减少传统电压检测方法中所需传感器的数量、简化系统结构、提高系统稳定性。在此基础上,提出直流电容电压平衡控制的方法。在基于Simulink的±50Mvar STATCOM仿真模型上进行仿真研究,搭建基于DSP的±1.5kvar STATCOM物理模拟装置。仿真和实验结果验证了所提出的电压检测及控制策略的正确性和可行性。

基于PSCAD/EMTDC的三电平电压源型STATCOM的仿真研究

根据STATCOM的基本原理,分析和推导了其数学模型。根据其数学模型,利用PSCAD/EMTDC电力系统仿真软件建立了三电平静止同步补偿器STATCOM的仿真模型。采用SPWM调制方式和PI调节的控制策略来控制系统的直流侧电压的稳定和输出无功功率的大小,并对其进行了仿真。仿真结果证明采用此种控制策略能够达到控制要求,也说明了三电平电压源型STATCOM可以很好地补偿无功功率,提高功率因数,有效地改善电能质量。

T型三电平DSTATCOM功率器件开路故障容错控制

T型三电平拓扑结构的变流器以其输出电压畸变率低、转换效率高以及功率器件电压应力小等诸多优点,在配电网静止无功补偿领域得到了广泛的应用。针对T型三电平配电网静止同步补偿器功率器件开路故障问题,在分析T型三电平配电网静止同步补偿器换流路径的基础上,提出了一种适用于配电网静止同步补偿器工况的容错控制方法。根据对一相桥臂四个功率器件开路故障状态的分析,将其分为内功率器件和外功率器件2类,然后针对不同的开路故障提出2套容错控制方案。最后,仿真和实验结果表明所提控制策略的正确性和有效性。

三电平STATCOM的电压和电流波形分析

三电平静止同步补偿器(STATCOM)在配电网无功补偿领域发挥重要的作用。在不考虑系统有功损耗的情况下,对三电平STATCOM在基频调制方式下的电压和电流进行了理论分析,给出了相应的解析表达式。利用Matlab/Simulink对三电平STATCOM的瞬时有功功率和无功功率变化情况以及电压和电流波形进行了仿真分析。仿真结果表明所提出的电压和电流理论分析方法是正确、有效的,可推广应用于其他类似结构的电力电子电路的理论分析与仿真研究中。

二极管钳位电压源型STATCOM的控制与仿真

多电平变换器技术是一种通过改进变换器自身拓扑结构来实现高压大功率的新型变换器技术,多电平变换器技术目前比较常见的有二极管钳位技术、电容钳位技术和级联型多电平变换器技术。以电压源型变换器为例,主要介绍了利用二极管钳位的电压源型多电平变换器的拓扑结构及其在STATCOM上的应用。

基于NPC三电平变换器的STATCOM研究

为实现对中点箝位式三电平静止同步无功补偿器(STATCOM)的有效控制,提出了一种结合空间电压矢量调制(SVPWM)和电流解耦控制的方法。该方法通过对有功无功电流的解耦控制可以实现对负载无功电流的精确快速跟踪;采用的SVPWM调制算法使计算简化,便于在数字系统上实现。基于实物实验台进行的实验结果表明,提出的控制方法可以对STATCOM进行有效控制,实现了对无功负载变化的大范围快速响应,控制系统具有良好的静动态特性。

基于电流跟踪控制的三电平DSTATCOM装置的控制方法

指出了在配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)中应用直接电流控制方式能够有效地防止装置过流,从而提高其安全可靠性,降低开关器件所需的容量裕度,提高性能价格比。并针对DSTATCOM广泛应用的三电平三单相桥结构,提出了一整套三电平变流器电流跟踪与直流电压平衡控制方法。仿真和实验结果表明采用该控制方法后,DSTATCOM响应迅速,工作稳定可靠,对负荷冲击具有很好的补偿效果。

级联H桥注入多电平变换器门级触发单元的设计

设计了一种应用于高压大功率的级联H桥电压注入电压源型多电平变换器拓扑结构的门级触发单元,分析了开关模式选择、电网同步、沿状态判断等在实现中需要注意的关键问题,并以在静止同步补偿器中的应用为背景做了仿真研究,结果证明了基于注入式多电平变换器的门级设计具有较好的稳态和动态响应特性。

一种新型的统一潮流控制器

为了提高电力系统稳定性,统一潮流控制器UPFC的并联和串联部分应分别位于电压下降、潮流变化最明显的地方。本文将统一潮流控制器的串联部分和并联部分分离并延长它两之间的距离,这使UPFC串联和并联部分安装在不同地点提供了可能。用PSCAD软件搭建一个新型的统一潮流控制器模型。仿真结果显示,新型UPFC具有同样的控制功能,尽管其传输容量稍小,但是新型UPFC串并联部分分离的结构特点,使工程上UPFC的安装问题上更具灵活性,具有广阔的应用前景。

基于电压源型换流器的直流融冰装置扩展功能研究

以交直流并联输电系统为仿真模型,研究了基于电压源型换流器的直流融冰装置非融冰运行时,扩展为静止同步补偿器(STATCOM)或者统一潮流控制器(UPFC)对电力系统的作用。作为STATCOM运行时,其对交直流系统的运行稳定性有良好支撑作用,既可提高直流系统传输极限又可抑制交流系统中出现的振荡;作为UPFC运行时,除具有STATCOM功能外还可以有效调节交流线路潮流,利用其功率调制可以对系统进行功率支援,改善交直流系统的性能。

基于全通复矢量滤波器的VSC电流双序控制建模及稳定性分析

为了在电网电压不平衡条件下运行和输出负序电流控制,电压源型变流器(voltage source converter,VSC)须采用电流双序控制策略。为兼顾VSC电流环的稳定性和抗扰性,采用一阶全通复矢量滤波器作为电流正、负序提取方法,实现在旋转坐标系统下的双序控制。针对VSC电流双序控制的建模、参数整定和稳定性分析3方面开展全面研究,基于建立的电流双序控制模型,明确了控制器参数整定方法,并根据奈奎斯特稳定性判据分析和验证了双序控制的稳定性,并给出其和单序控制在参数整定及稳定性上的差异。利用静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)分别通过动态、暂态及参数边界稳定实验进行全面验证,结果和结论表明了所提方法的有效性和实用性,具有较好的理论意义和工程价值。

采用电压源型换流器技术将一种新型永磁同步发电机接入电网

在原理上，永磁同步发电机（PMSG）是一种鲁棒性好、低维护、高能效的发电机。然而，由于其固有的转动惯量小并且缺少励磁控制，在接入电网时任何引起电压骤降的故障都可能使PMSG失去同步和断开与电网的连接。许多独立系统运行机构（ISO）有低电压穿越能力（LVRT）要求，以保证在输电系统电压降落之后发电机能保持同步。LVRT要求通常由特定的电压和一段时间来界定。为了满足LVRTgg求，PMSG需要外部稳定性控制器。本文研究了一个由40x25MWj＇X磁同步发电机组成的水电厂接入电网的情况。笔者提出本文的特定应用均与PMSG的并网有关。以提高稳定性为目的进行了综合设计研究。首先通过系统动态分析对PMSG参数进行优化设计，如转动惯量，发电机电抗和时间常数。然后分析和评价了基于各种电压源型换流器技术的稳定性控制器，这种技术是用来弥补励磁的不足。最后，提出了关于并网的改进概念，以使PMSG满足ISO要求。

潮流和最优潮流分析中FACTS控制器的建模(英文)

综述了最近FACTS控制器的数学模型在电力系统潮流和最优潮流分析中的新进展。不仅讨论了单换流器FACTS控制器,如静止同步并联补偿器(STATCOM)和静止同步串联补偿器(SSSC);而且也讨论了多换流器FACTS控制器,如统一潮流控制器(UPFC)、相间功率控制器(IPFC)、通用统一潮流控制器(GUPFC)和电压源型直流输电(VSCHVDC)。此外还讨论了基于电压源换流器技术的HVDC的数学模型。不仅涵盖FACTS控制器的单相数学模型,而且也涉及FACTS控制器的三相数学模型。此外,还探讨了多换流器FACTS控制器的电流、电压以及功率等不等约束在潮流计算中的数学模型及计算机实现。