基于干扰观测器的级联H桥STATCOM相间电压平衡控制

针对级联H桥STATCOM在复杂工况下电网电压跌落和不平衡引起的相间电容电压不平衡问题,提出了基于干扰观测器DOB的前馈控制。通过研究级联H桥STATCOM的功率分布状况,分析了级联H桥STATCOM相间不平衡原因,将负序功率视为扰动进行负序功率前馈,并考虑模型差异以及各种干扰引起的偏差影响,根据交流侧与直流侧有功功率交换情况,将直流功率经DOB观测后前馈至相间电压平衡控制的输出端,以零序功率注入实现级联H桥STATCOM相间电压平衡控制。最后在Matlab/Simulink建立了级联H桥STATCOM仿真模型,仿真结果验证了在复杂工况下,该控制策略能够提升系统相间电压平衡的快速性、跟随性和鲁棒性。

一种基于非线性电流跟踪算法的STATCOM相间电容电压平衡控制策略

针对基于级联H桥拓扑结构的静止同步补偿器在传统控制框架下所产生的相间电容电压不平衡问题,采用一种新型混合调制方法并提出了一种全新的非线性分相电流控制策略。首先,基于六模块十三电平级联H桥拓扑结构,阐明新型混合调制的调制原理,并阐述适用于新型混合调制的相内电容电压均衡策略。其次,推导了静止同步补偿器在两相同步旋转坐标系下的控制模型,并分析指出采用dq解耦控制存在的相间电容电压不平衡问题。针对相间电容电压不平衡问题,提出基于三相静止坐标系下的电流分相控制策略,通过Lyapunov稳定性判据第二法推导并设计实现对交流指令电流无差跟踪的非线性电流控制器。最后,在Matlab/Simulink环境下搭建仿真模型。仿真结果表明,所提控制策略在不同条件下均能保持相间电容电压一致和稳定,且具有良好的动态响应特性。

风电场无功补偿工况下级联H桥STATCOM电压平衡控制

针对风电场高电压、大功率场合需要进行无功功率补偿的问题,提出一种基于级联H桥STATCOM的无功功率补偿控制及三相直流电压平衡控制方法。在对较大规模风电场等值的基础上,考虑了风电场中可能出现的电压不平衡情况,在正序和负序坐标系下分别提出了风电场无功功率补偿控制策略。为实现级联H桥STATCOM三相电容电压的平衡控制,分析了风电场与级联H桥STATCOM之间的功率流动,并根据有功功率流动情况,计算了相间电压控制的前馈补偿量和三相需要注入的零序电压,在反馈控制基础上加入前馈控制,从而提高了相间电压平衡的准确性。最后,在MATLAB/Simulink中建立风电场等值模型和级联H桥STATCOM无功功率补偿模型,仿真结果验证了在稳态和电网故障的情况下,所提控制策略对风电场动态无功功率补偿和对级联H桥STATCOM相间电压平衡的有效性。

级联式电力电子变压器的电压平衡控制策略

针对中压配电网中普遍存在的三相不对称现象,采用级联H桥分离直流母线结构的电力电子变压器,为了解决直流侧电压平衡问题,在输入电压和输出负载不对称时,提出了一种新的负序电压注入法控制相间直流电容电压平衡,建立了每相平均功率与负序电压之间的关系,在dq坐标系中对负序电压进行了计算,避免了复杂的三角函数求解。计算结果中不含电网电流,无需对电流进行正负序分离,只需采用单电流内环控制。另外,在输出级采用调节占空比的方法实现相内直流电容电压的平衡控制。仿真结果表明了所提控制策略的有效性。