链式静止同步补偿器的直流电容电压平衡控制

针对链式静止同步补偿器中直流电容电压平衡的问题,在分层控制架构的基础上,提出基于有功电压矢量叠加的平衡控制方法。上层通过解耦控制完成三相链接总的有功和无功控制;下层采用所提出的平衡控制,在上层输出的控制量上叠加一个与输出电流方向平行的有功电压矢量对同相链节间的有功进行分配,实现直流电容电压平衡控制。对直流电容电压平衡控制进行矢量分析,得到其稳定工作区域以及所提控制方法的物理意义和调控范围。研制了一台三相36个链节的物理样机,并在样机上进行了实验验证,证明了所提控制方法的有效性和可行性。

并联型级联多电平逆变器直流电容电压控制方法

对电容独立的并联型H桥级联多电平逆变器电压内外环加电流环的3环控制方法进行研究,重点研究电压环的控制,即直流侧电容电压的平衡稳定控制策略,提出了将误差量化为正弦函数叠加于各H桥调制波上的电压移相控制方法,在跟踪输出补偿电流的同时,实现了直流侧电容电压的平衡与稳定控制。仿真实验结果表明:采用该控制策略,各H桥的直流电容电压稳定,各桥之间直流电压平衡,并联装置补偿效果良好。

链式STATCOM直流电容电压分布式控制

本文研究了一种链式静止同步补偿器(STATCOM)直流电压分布式控制方案,主链节直流电压由中央控制器控制,从链节直流电压由本链节控制器控制。该方案只需将主链节直流电压上传至中央控制器,并且中央控制器下传给各链节的调制波均相同,因此可以简化通信系统设计。当链节数改变时,中央控制算法几乎不需改变,便于链节扩展。但链节之间未交换直流电压信息导致直流电压控制调节量之和不为零,从而引起各从链节直流电压控制算法的相互耦合,这种耦合作用会恶化系统动态性能,甚至可能引起不稳定。分析指出在主链节直流电压闭环控制作用下,这种耦合作用会被抑制。通过揭示直流电压控制调节量和链节损耗差异间的定量关系,证明了各从链节直流电压控制算法可以独立运行,仿真结果验证了该定量关系的正确性。一台三H-桥七电平链式STATCOM的实验结果验证了分布式控制方案的有效性。

链式静止同步补偿器的直流电容电压平衡控制策略

直流侧电容电压平衡是链式静止同步补偿器安全稳定运行的前提。针对直流电容电压不平衡现象做出分析,提出了一种叠加有功电压矢量的直流电容电压平衡控制策略。通过上下层分层控制和叠加有功电压矢量调整控制信号,使得有功功率能按需分配以弥补各级联模块间损耗的差异。上层控制通过解耦实现总体有功、无功功率控制,下层控制通过叠加有功电压矢量实现电容电压平衡控制。该策略物理意义明确、算法简洁、与其他控制量无耦合。通过基于Matlab的时域仿真和实验证明了该策略的正确性、有效性和可行性。

直流电容电压自平衡的新型五电平NPC变流器空间矢量调制策略

针对五电平中点钳位(Neutral Point Clamped,NPC)变流器直流电容电压平衡问题,分析了五电平NPC变流器空间矢量调制中各开关矢量对直流电容电压平衡的影响,阐述了分调制比区域实现五电平NPC变流器空间矢量调制的控制思想,提出了一种新型直流电容电压自平衡的五电平NPC变流器空间矢量调制策略。该策略将空间矢量图按调制比分区,在低调制比区域(mSV≤0.5),采用目标函数与参考电压分解相结合的方法,在高调制比区域(mSV>0.5),采用平衡矢量优化选择法(Optimized Balancing Vectors Selection,OBVS),分别实现了直流电容电压自平衡的五电平空间矢量调制。仿真和实验表明本文提出的新型调制策略兼具直流电容电压平衡控制功能,计算量小,实现简单,控制效果好。

H桥级联STATCOM直流电容电压平衡控制研究

H桥级联静止无功补偿器(STATCOM)具有结构简单、易模块化实现等众多优点,但直流电容电压难以实现平衡控制始终是限制其广泛应用的一个重要难题。从内在机理出发对现有的电容电压平衡控制方法进行归类分析,提出控制手段的整体评价方法,为实际系统中控制策略的选取提供理论依据。搭建实验样机并基于直接功率控制完成包含直流电容电压平衡的整体控制,实验结果验证了该控制方法的有效性。

链式STATCOM直流电容电压平衡控制

结合链式静止同步补偿器(STATCOM)的直流电容电压稳态数学模型,分析了H桥参数差异对直流电容电压平衡的影响;针对直流电容电压不平衡问题,提出了最优触发脉冲分配平衡控制,可解决H桥参数差异引起的电容电压不平衡问题,且在不影响功率器件开关频率和输出电压波形的前提下使直流电容电压快速趋于平衡,从而提高了链式STATCOM输出性能和系统可靠性。阐述了最优脉冲分配平衡控制原理和特点,研制了380 V、±10 kvar链式静止同步补偿器的物理样机,并进行了实验验证,结果验证所提出的直流电容电压平衡控制的可行性和有效性。

基于六脉波电压源逆变器的SSSC直流电容电压控制机理

对一个包含静止同步串联补偿器(SSSC)的纯感性线路的三相系统,计算了基于六脉波电压源逆变器(VSI)的SSSC在感性、容性补偿方式下一周期内的交、直流侧电流及直流电容电压;结合PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真,全面分析了电流对直流电容充放电的影响、开关器件导通周期。计算、仿真及分析结果表明当SSSC注入的串联可控电压与线路电流正交时,电容电流对电容的充放电不起作用,SSSC与系统间仅交换无功;当不完全正交时,电容电流影响电容的充放电,SSSC与系统间不仅交换无功,亦交换有功。

基于分层控制的级联H桥型APF直流电容电压平衡控制策略

直流侧电容电压均衡一直是级联H桥型变流器拓扑研究很重要的一方面,也是装置安全可靠运行的关键技术。在分层控制的架构上,提出了改进的有功电压矢量叠加法。上下层分别叠加有功直流分量和有功电压矢量,最终对单链节吸收的瞬时有功功率进行调节来实现直流侧电压平衡。仿真结果表明,采用上述的控制方法,直流侧电压不平衡问题得到了很好的改善,且具有良好的动态响应特性。

基于载波移相PWM控制策略的±200MVA级链式STATCOM的直流电容电压控制方法

本文详细描述了载波移相PWM控制策略,给出了基于载波移相PWM的直流电容电压平衡控制方法,使其适应南方电网±200MVA链式STATCOM的性能要求。

基于改进阶梯波调制的链式STATCOM直流电容电压平衡策略

研究采用阶梯波调制的链式STATCOM直流侧电容电压不平衡问题。介绍阶梯波调制法和电流间接控制的基本原理,分析导通角与电容电压变化关系。提出了基于改进阶梯波调制法的电容电压平衡策略,使电容电压大于平均电压的链节电压上升区间宽度减小,电容电压小于平均电压的链节电压上升区间的宽度增大,从而向平均电压逼近。基于5个链节仿真模型的仿真实验和基于12个链节实验装置的物理实验证明了该方法的可行性和有效性。

链式STATCOM的直流电容电压平衡控制的研究

针对链式静止同步补偿器(STATCOM)的直流电容电压不平衡问题,提出了最优触发脉冲分配平衡控制,可解决H桥参数差异引起的电容电压不平衡问题,且在不影响功率器件开关频率和输出电压波形的前提下,可使直流电容电压快速趋于平衡,从而提高链式STATCOM的输出性能和系统可靠性。阐述了最优脉冲分配平衡控制原理和特点,并研制了380V,±10 kvar链式STATCOM的物理样机并进行了实验验证,结果证明了所提直流电容电压平衡控制的可行性和有效性。

链式STATCOM直流电容电压均衡控制策略

针对链式STATCOM直流侧电容电压不平衡问题,从功率的角度分析了基于电压矢量叠加原理的电容电压均衡控制策略,提出了一种基于比例积分控制器的矢量叠加方法,从控制系统上将链式STATCOM分为上层功率控制、相间电容电压均衡控制和同相模块间电容电压均衡控制;再从原理上消除了直流电容电压稳态误差,使得各链节直流电容电压不仅稳定,而且相等;最后在Matlab/Simulink环境中建立了链式STATCOM三层控制系统模型,并进行了仿真。仿真结果证明了直流电容电压均衡控制策略及三层控制系统模型的正确性及可行性。

模块化多电平换流器中环流的控制对直流电容电压的影响

以往对模块化多电平换流器(modular multi-level converter,MMC)的研究中,大部分都强调MMC中环流存在的弊端,但本文分析了环流产生的原因,考虑到环流在三相之间能量平衡的作用,提出对环流进行控制,使MMC变得更加稳定且减小MMC中直流电容电压的波动,这对降低MMC成本具有重要意义。

基于链式逆变器的大容量STATCOM的直流电压平衡控制(英文)

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。

直流电压控制算法与无功电流反馈控制算法的分析和比较

谐波及无功电流检测方法和补偿电流控制方法对补偿装置的补偿性能起关键作用。对上述2种算法的原理进行了分析和比较,通过在不同负荷条件下对2种算法进行仿真分析,比较了它们在感性、容性和动态补偿情况下各自补偿的特点,得出在谐波治理、动态响应和响应时间方面,以系统电流为目标电流的算法优于以有功损耗电流和负荷无功电流为目标电流的算法,但后者可直接进行补偿,系统电流变化较大时对其补偿效果影响不大,当负荷电流的无功分量较大时,补偿效果较好。

链式SVG新型直流电压均衡控制方法

链式SVG采用基本的H—桥链式结构,由于单元直接串联,各自直流电容存在的电压均衡控制问题是整个装置安全可靠运行的关键。笔者构建了H—桥逆变器直流电源的下垂特性,并在此基础上实现链式多电平SVG直流电压均衡控制方法,并对该方法进行了初步的理论推导、仿真及±4.33 Mvar链式SVG的工程应用验证,证明了该方法的有效性和可行性,为链式SVG的研究和发展提供了基本保障和良好的平台,同时为其他链式结构电力变换装置提供了巨大的参考价值。

±200 MVA STATCOM装置直流电压控制策略优化

为了调查东莞站STATCOM在电网不对称故障下暂态启动过程中发生的直流过压闭锁事件原因,解决直流过电压问题,需对STATCOM的直流电压控制策略进行分析和优化。通过对STATCOM装置级控制策略进行分析,指出了电容电压主要由直流电压控制环节的PI参数和锁相环相角决定,提出了改变直流电压控制环的比例积分系数和增加相位补偿的优化算法。基于东莞站STATCOM实际的参数,利用PSCAD/EMTDC仿真平台建立包含STATCOM装置的东莞站电网等值模型。通过仿真计算,对比了不同PI参数下直流过电压水平,以及增加相位补偿前后的直流过电水平。仿真结果表明,适当增大直流电压环控制器的PI参数和对锁相环角度进行补偿均可抑制直流过压,两者相结合更是在保证装置稳定性的前提下,可以将直流过压水平从121%降至113%。通过控制策略优化,有效解决了东莞站STATCOM的直流过电压问题。

柔性互联装备中零序电压注入的相间功率均衡控制

级联全桥加双有源桥结构的多端柔性互联装备可连接交流电网与多个直流电网,直流电网瞬时功率差异、子模块故障等问题均会导致并网电流不均衡与直流电容电压不均分。针对三相星型互联结构,采用注入零序电压的控制策略均衡相间功率,推导出不同功率需求下零序电压分量具体表达式,并量化分析注入零序电压的限制范围。最后搭建仿真实验平台,验证了该方法的有效性,仿真结果表明:在现有控制架构的基础上加入零序电压注入环节能够调配相间的功率以保证并网电流均衡,将不平衡度从6%降为1%,同时维持直流电容电压均分。

基于级联多电平的有源滤波器直流侧电压平衡控制

为了减小电网中非线性负载带来的谐波电流对电网质量的影响,针对基于H桥的有源滤波器装置中直流电容电压问题,提出一种新的控制方法。将控制模块分成模块均值电压控制器和直流母线电压控制器两个部分,通过调节每个H桥之间的有功功率交换和有源滤波器同电网间有功功率的交换来实现直流电容电压的平衡控制。利用该方法对八个单元H桥级联的并联型有源滤波装置进行Matlab/Simulink仿真,并基于FPGA+DSP实验平台搭建了三单元H桥级联样机。仿真和实验结果表明,基于级联多电平的有源滤波器直流侧电压平衡控制方法是有效和实用的。