基于双旋转移相变压器的新型无功补偿器及其双环控制策略

随着出力具有随机波动性特征的分布式电源渗透率的不断攀升以及城市电缆化率的进程加速,有源配电网线路中无功过剩和过电压的现象日益明显,对动态无功补偿装置的经济性、可靠性和精准调控能力提出更高要求。在电流源型静止同步补偿器的基础上,该文结合双旋转移相变压器的连续调节特性,提出一种新型旋转式无功补偿器(novel rotary var compensator,NRVC)拓扑电路。通过构建NRVC稳态数学模型,深入分析得到NRVC补偿调控机理及其补偿容量约束关系。针对NRVC结构特点,提出基于瞬时无功理论的无功补偿控制策略,其中功率外环可对功率因数进行精确控制,电流内环加入限幅环节有效限流,提高装置运行可靠性。通过仿真及动模实验验证所提拓扑及其控制策略的有效性,结果验证了NRVC具备双向、连续调节补偿无功的能力,具有调节精度高、谐波畸变率低的优点。

基于旋转移相变压器的电压源型无功补偿器及其控制策略

由于以光伏、风电为代表的可再生能源的间歇性、随机性特征,当分布式电源高渗透率并入电网时往往导致供电线路有功、无功功率的波动,造成有源配电网潮流分布与控制复杂化,网损增加,频率和电压品质下降。为了改善这一状况,该文参考静止无功补偿器(STATCOM)的电压源型换流器(VSC)结构提出一种基于旋转移相变压器(RPST)的电压源型无功补偿器(VSVC)的新拓扑,分析VSVC在容性和感性两种典型工况下的工作原理;研究VSVC并联稳态数学模型,应用瞬时无功理论,提出一种包含功率外环控制和电流内环控制的双闭环控制策略,具有良好的鲁棒性和控制精度。最后,通过仿真和实验验证了该文所提拓扑结构以及控制策略的有效性,满足有源配电网无功补偿器的灵活配置,可实现无功功率的连续、双向调节,并具有易实现高电压、大容量化,以及成本低、易运维、抗冲击性强和耐受性好等优势。

DSP在新型静止无功补偿器(ASVC)的控制应用

本文在柔性交流输电系统中日益广泛运用的静止无功补偿器的控制,介绍了以DSP和单片机组合的双CPU为主控器的实验系统的工作原理、系统结构等。并着重就DSP在系统主闭环(电流环)控制中的作用,其各项运算的依据,软件设计等作了详细阐述。

双CPU在新型静止无功补偿器控制中的应用

针对在柔性交流输电系统中日益广泛运用的静止无功补偿器的控制,采用了以单片机和DSP为核心的、独特的双CPU主控器方案,有效地解决了静止无功补偿器ASVC在实时控制中运算复杂、系统中断请求多及电力电子器件保护要求高等一系列的问题,为静止无功补偿器的控制提供一种全新的方案.

新型静止无功补偿器在提高系统阻尼中的应用

从理论上论证了一种新型的基于脉宽调制的静止无无功补偿器PSVC能够提高系统阻尼特性的原理,证明了PSVC采用频率作为控制信号时具有最佳的效果。

静止无功补偿器新型自适应动态规划电压控制

以静止无功补偿器电压控制非线性系统为研究对象,提出了一种采用新型自适应动态规划Gr HDP实现静止无功补偿器电压控制的方法。选取当前及历史时刻电压误差作为系统状态反馈向量,根据外部增强信号及内部强化信号,Gr HDP利用误差反向传播算法对3个神经网络权值进行反馈调节并获取最优权值,实现了静止无功补偿器的电压优化控制。在Matlab/Simulink仿真平台对执行依赖启发式动态规划ADHDP、PI控制和Gr HDP进行了仿真对比。结果表明,采用Gr HDP的静止无功补偿器能快速补偿系统无功功率,具有更好的电压控制效果,控制系统响应速度快、自适应能力强。

新型低压无功补偿器的设计

主要介绍了基于ATT7022B和ST-SRC或ST-SRCS-4智能开关的新型无功补偿统。该控制器通过高精度多功能三相电能专用计量芯片ATT7022B实时检测电网的电压、电流、功率因数、无功电流和无功功率,并有CAN总线通信接口。ST-SRC或ST-SRCS-4智能开关可在电压或电流过零点时动作,并可以通过CAN总线接口与和无功补偿控制器进行通信,最终使电容器组按一定的规律进行投切,最终实现无功补偿。

SVC Light次同步振荡阻尼特性分析

以绝缘栅双极晶闸管(IGBT)和脉宽调制(PWM)控制为基础的新型静止无功补偿装置(SVC Light),可快速调节其与交流系统间交换的感性或容性无功功率,具有提高振荡阻尼特性的能力。介绍SVC Light的工作原理,推导出三相abc坐标系下的数学模型,建立基于受控电压源和受控电流源的等效仿真模型,并设计出基于比例-积分调节器的直流电压、无功功率和交流母线电压控制器。利用复转矩系数的时域实现方法——测试信号法,分析SVC Light不同控制方式、主电路参数以及控制器参数对发电机电气阻尼特性的影响。研究结果表明,SVC Light在配置次同步附加阻尼控制器后,通过动态调节其与交流系统间交换的无功功率,可以显著增加发电机电气阻尼,有效抑制由串联电容补偿引发的发电机轴系振荡。

新能源接入地区电网的电压安全稳定控制策略研究

针对以大规模高渗透率的可再生能源、高比例的电力电子设备“双高”为主要特征的新型电力系统电压安全稳定问题,研究新能源发电波动性对电网电压、无功的影响,通过管理创新将新能源电厂无功调节设备(SVG)纳入调度统一协同控制,通过技术创新建设场网一体化无功电压自动控制系统(AVC),打通电网与电厂设备联动控制通道,破解“双高、双峰”特性电网的无功电压调节难题,打造孝感电网“场网一体化无功电压协同自动控制”联合优化调度管理模式,实现“双高、双峰”特征下新型电力系统电网电压稳定,改善系统电压质量,提高新能源消纳能力。

专利

专利名称：基于定点DSP的静止无功补偿器专利申请号：CN200720064003.7公开号：CN201181845申请日：2007.07.31公开日：2009.01.14申请人：湖南大学本实用新型公开了一种基于定点DSP的静止无功补偿器,包括DSP控制器、电流采样电路、电压采样电路、信号调理电路、光纤驱动电路、RS232/485电路、晶闸管投切电容器组、