含静止无功发生器的直驱风电并网系统稳定性分析及振荡抑制策略

风电并网系统稳定性分析及振荡抑制策略大多集中于风电场本身,针对含静止无功发生器(SVG)的直驱风电并网系统研究较少。基于特征值灵敏度筛选出对含SVG的直驱风电并网系统稳定性较显著的控制通道,然后基于独立通道分析设计理论将并网系统由多输入多输出耦合系统等效拆分为多个单输入单输出控制通道,在定性分析并网系统稳定性的同时定量评估不同控制通道间的交互作用程度。为抑制控制通道间的交互作用,提出了基于H∞鲁棒控制的次同步振荡抑制策略。通过电磁暂态仿真,验证了基于独立通道分析设计理论分析并网系统稳定性的正确性以及基于H∞鲁棒控制的次同步振荡抑制策略的有效性。

静止无功发生器阀堆结构优化设计

设计了一种静止无功发生器的阀堆结构,采用有限元软件对其进行了结构强度仿真,并根据仿真结果对阀堆结构进行优化,然后对优化方案进行了相同的结构强度仿真,验证了优化方案的有效性。最后通过随机振动仿真模拟了优化后的阀堆结构在运输过程中的受力情况,结果表明优化后的结构是可以满足要求的。

基于静止无功发生器的双流制牵引供电系统控制策略

基于静止无功发生器的双流制牵引供电系统可用于交直流供电系统并存的供电区段,也能为多制式机车提供出厂试验,减少供电设备,提高效率,并解决以负序为主的电能质量问题。提出双流制供电系统的结构,根据负荷的运行工况分别研究2种运行方式的基本原理,构建负序补偿数学模型并推导静止无功发生器容量的计算式。基于瞬时无功理论,研究该方案中静止无功发生器的控制策略。搭建仿真模型,仿真结果表明在不同的负荷运行工况下,双流制供电系统既能为交流负荷和直流负荷提供运行功率,也能对公共连接点处的负序进行治理,验证了补偿方案的正确性与可行性。

±50 kvar静止无功发生器的的软硬件设计

根据中、低压配电系统或工业负荷补偿的要求,提出了基于DSP的静止同步补偿器(STATCOM)软硬件的设计方法,并在此基础上研制了一台±50 kvar STATCOM装置。重点介绍了装置的主电路设计、基于TMS320F2812 DSP的闭环反馈间接电流控制器的硬件结构和控制系统的软件设计以及STATCOM的保护电路设计。实验结果表明,基于该设计方法的±50 kvarSTATCOM装置有着较好的无功补偿效果,具有较好的工程应用前景。

基于间接电流控制方法下系统稳定性的静止无功发生器参数设计

基于间接电流控制方法的小信号动态模型,提出一种应用相位裕量设计静止无功发生器(STATCOM)连接电抗器和直流侧电容参数的方法。本文分别建立两种间接电流控制方法(相位控制方法,相位和幅值控制方法)的小信号动态模型,在相位控制方法中利用零极点分布特征得出连接电抗器和直流侧电容的设计关系,在相位和幅值控制方法中,利用传递函数和基于伯德图的频域分析方法定性分析了系统各参数对电流环和电压环稳定性的影响,在此基础上忽略对稳定性影响小的参数,简化包含系统各参数的相位裕量表达式,给出基于相位裕量的连接电抗器和直流侧电容的设计方法。最后,仿真和实验表明了动态模型和参数设计方法的正确性。

矿用静止无功发生器的设计

针对煤矿现阶段SVC无功补偿装置响应速度较慢、无功调节范围窄、欠压时调节能力低、对电网电压波动调节能力不够理想、占用体积大、产生谐波电流大等问题,提出了以逆变器为核心的有源SVG静止无功发生器。SVG采用自换相变流电路,通过直流侧电容与逆变电路逆变出幅值与相位均可控的三相电压后,通过电抗器连接电网,调节三相逆变电压可控制流入逆变器的电流幅值与相位,即吸收容性或感性无功。仿真与实验结果均表明:通过SVG静止无功发生器可以快速调节无功,维持功率因数较高水平,有效解决煤矿生产设备使用对电网造成的供电质量下降问题。

煤层气开采用游梁式抽水机静止无功发生器设计

针对应用于煤层气开采领域的游梁式抽水机配电网功率因数偏低且谐波含量较大导致的供电质量问题,进行了三电平静止无功补偿技术的研究。在分析了配电网无功、谐波产生原因的基础上,设计了基于二极管箝位型三电平逆变器的静止无功发生器拓扑结构和电压电流双闭环控制策略,简化了三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略,同时搭建了试验样机并应用于山西晋煤集团蓝焰煤层气公司生产现场。实践结果表明,电网平均功率因素提高到0.99,所设计的三电平静止无功发生器可有效提高游梁式抽水机配电网功率因数,同时有效降低配电网电流谐波含量,从而提高了配电网的供电质量。

基于电流环相位裕度和补偿特性的静止无功发生器低通滤波器与调节器参数设计方法

在直接电流控制方法下,提出了基于电流环稳定性和无功补偿特性的静止无功发生器(SVG)低通滤波器与调节器参数的设计方法。通过建立SVG系统简化模型,利用传递函数和基于Bode图的频域分析方法定性分析了L型、LC型和LCL型低通滤波器的参数对系统稳定性的影响,在此基础上忽略对稳定性影响小的参数,简化包含系统各参数的相位裕度表达式,给出三种低通滤波器参数、调节器参数和截止频率(补偿特性)之间的关系,最终提出了全局参数设计方法,该方法考虑了相位裕度、调节器参数、截止频率和低通滤波器的参数。该方法明确了各参数与相位裕度之间的关系,避免了传统低通滤波器设计方法中不能与调节器参数和相位裕度相结合的问题,完善了SVG参数设计方法。实验验证了本文所得出的稳定性分析的结论和参数设计方法的正确性。

20 Mvar静止无功发生器(SVG)控制器的设计

介绍２０ Ｍｖａｒ 静止无功发生器的控制器设计，包括硬件结构、控制策略等。该装置基于ＤＳＰ开发，采用瞬时电量定义及精心选择的各类高速数字芯片，加速了数据采集和处理。动模试验证明该控制器的高可靠性、高脉冲精度，具有一定的通用性。

中压静止无功发生器的总体设计

为了对电力系统进行无功补偿和谐波抑制,提出了中压STATCOM装置的设计思路。对功率柜、启动柜和控制柜的组成和作用进行了详细的介绍;同时,对交流跟踪控制方法和直流稳压控制方法进行了研究;将所设计的6kV STATCOM用于东山变电站,采用电能质量分析仪HIOKI 3196对系统电压、电流和功率因数进行测量。结果表明,STATCOM投入使用后具有良好的无功补偿和谐波治理作用。

基于能量整形的先进静止无功发生器(ASVG)控制器设计

建立了适合能量整形和考虑系统调节动态的简化ASVG三阶模型,首次应用能量整形IDA-PBC方法设计了先进静止无功发生器(ASVG)的闭环稳定控制器。能量整形IDA-PBC方法直接使用系统能量作为存储函数,物理意义明确,较其它非线性控制器结构简单,并避免了可能产生的不期望的高增益问题,由于设计中完整地保留了系统非线性结构,不需进行任何线性化处理,较各种线性化设计方法具有更强的鲁棒性,适应系统模型和参数不精确程度效果较好。给出的仿真算例表明所提出的ASVG控制器能够在系统发生大的扰动后,ASVG安装点电压和电容器的直流电压能尽快恢复正常,控制方案有效可行。

静止无功发生器控制算法优化设计

针对静止无功发生器的单解耦电流环控制器中引入陷波器或滤波器实现对2ω电流振荡的抑制,但陷波器或滤波器的使用却增加了电流环控制器的延时时间,导致控制信号误差增大的问题,提出一种基于双解耦的电流环控制策略,并与带滤波器或陷波器的单解耦电流环控制策略进行比较、分析。实验结果证明,与带滤波器或陷波器的单解耦电流环控制策略相比,所提出控制策略不仅能够更加有效地降低或消除正和负序电流环中的2ω振荡电流,而且控制信号的延时时间大大减小。由此可见,该控制策略能够实现优化控制系统的目的。

6kV大功率静止无功发生器的设计

提出了应用于地面6 kV变电站的静止无功发生器的设计方案。该装置采用级联H桥式主电路拓扑,可直接通过连接电抗器并入电网;采用单极倍频载波相移正弦脉宽调制策略,能有效提高输出电压的波形质量;采用基于改进的比例谐振控制器的补偿电流控制策略和直流侧电压分级控制策略,能快速、准确地对无功电流进行补偿。最后通过建模仿真验证了静止无功发生器设计方案的正确性和可行性。

基于SPWM技术的静止无功发生器的设计

本文主要设计了新型静止无功发生器装置,该装置比传统的无功补偿装置有效地解决了工作电压低、响应速度慢、补偿容量小等问题。确定了H桥级联方式作为本文的拓扑结构,很大程度上抑制了谐波的产生。对研制的静止无功发生器(SVG)进行软件和硬件的实际搭建,以及调试搭建系统的整体性能,并分析实验结果,实验结果表明所研制静止无功发生器符合国家标准和工业要求,该系统能够对电网进行快速的动态无功补偿。

无功电流检测与静止无功发生器设计

分析了低压配电网中一种无功电流检测的基本原理,提出了一种基于80C196KC单片机实现的无锁相环无功电流快速实时检测与静止无功功率发生器的设计方案,给出了无功电流检测信号调理电路原理图,通过实验研究,结果验证了该设计方案的正确性和可行性。

新型静止无功发生器的控制方法设计与实现

为了提高静止无功发生器向电力系统输送无功功率的实时性与精确性,提出了一种基于数字信号处理(DSP)的电流间接控制方法,并利用这种方法设计了静止无功发生器的控制器.把采用该控制方法的静止无功发生器投入到一个出现故障的单机无穷大系统进行分析和研究.仿真结果表明,这种电流间接控制方法可以在系统出现故障后大约6 s内快速、有效地改善电力系统的暂态稳定性,效果良好.

基于静止无功发生器详细模型的机电暂态仿真适应性分析

机电暂态仿真是大电网分析的重要工具。现有电力电子设备的机电暂态模型一般呈现理想电流源特性,无法体现设备自身稳定性及能力约束对于系统暂态特性的影响。在电力电子化电力系统背景下,以上不足降低了仿真准确性,制约了电网运行极限制定与新能源送出能力。文中基于旋转坐标系推导了静止无功发生器及控制系统的标幺化数学模型,并建立了对应的机电暂态模型。在建模精度与电磁暂态模型一致的前提下,通过模态分析法对比了机电暂态仿真与电磁暂态仿真的主要差异,揭示了机电暂态仿真的能力边界与适用范围。结果表明,机电暂态仿真能够揭示与工频能量流有关的功角、频率、电压稳定特性,而不能反映与电网动态强相关的谐振或者宽频振荡特性。

双DSP冗余控制的新型静止无功发生器控制器设计

为了提高静止无功发生器向电力系统输送无功功率的实时性与精确性,设计了一种双DSP控制的新型静止无功发生装置(SVG)。介绍了控制系统的硬件、软件构成和功能,给出了无功电流检测及直流电压的控制方法。具有控制器结构简单、控制精度高、补偿效果好的特点。给出了SVG用于补偿无功功率以及改善电压质量时的仿真波形。仿真结果表明,该装置能有效地补偿系统无功功率和因负荷无功功率引起的电压下降,从而提高输电线功率因数和传输效率。

20Mvar静止无功发生器(SVG)控制器的设计

介绍了２０ Ｍｖａｒ 静止无功发生器控制器的设计。通过动模实验证明，该控制器可靠性高，脉冲精度高，完全满足ＳＶＧ快速控制的要求，具有广阔的应用前景。

基于PSD3XX与ADMC401接口设计的静止无功发生器系统

文章介绍了PSD3XX系列芯片的基本功能和ADMC401芯片的功能特点 ,结合硬件电路图详细分析了两者的接口设计 ,并对其软件环境和需要注意的问题进行了说明 ,最后以静止无功发生器为例 ,介绍了ADMC401+PSD311两片系统的应用方法 。