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。

分布式光伏配电网电压无功优化研究

为解决分布式光伏接入配电网引起的电压越限质量问题,建立以有功网损和电压偏差最小为目标的无功优化数学模型。通过对光伏并网点的电压进行分析,提出了一种加权方式的电压功率与静止无功发生器控制补偿相结合的协同控制策略。为提高模型的求解能力,采用改进的粒子群优化算法,引入变异操作防止算法陷入局部最优;为提高算法的收敛效果,采用改进的异步学习因子。在IEEE-33节点配电系统中进行算例验证,结果表明了模型的正确性和策略的有效性。

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。

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。

静止无功发生器在电气化铁路中的应用与探索

针对电气化铁路单相、非线性的冲击负荷的特点,静止无功发生器(SVG)对于提高牵引供电系统功率因数具有重要意义。该文主要介绍SVG的工作原理,并以黔桂线南丹牵引变电所SVG改造工程为背景,以减少运行单位罚款为契机,通过改变SVG装置电流采样点位置来补偿全所无功功率的可行性进行理论分析及实践。结果表明,通过此种方式,尤其在轻负荷侧安装时,容易造成过补偿,引起补偿支路过电压跳闸。为同类工程在实施提供借鉴,具有一定参考意义。

静止无功发生器在水泥企业中的应用

并联电容器装置在现代电力系统中用于补偿感性无功功率,提高功率因数,改善电能质量,降低线路损耗,提高系统或变压器的有功输出。目前,并联电容器装置得到了广泛应用,并取得了诸多成效。与传统的无功补偿方式相比,静止无功发生器(Static Var Generator,SVG)使用的电抗器和电容元件更小,会大大缩小装置的体积、占地面积及降低成本。SVG是未来无功补偿技术的重要发展方向。广西河池国投鱼峰水泥有限公司水泥磨低压配电室中部分电容器烧坏,通过检查电容器找到了故障原因,并在此基础上提出了整改措施。通过对电容器柜进行技术改造,提高了电力系统的功率因数,为电网安全运行提供了保障。

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IPSO-SVC的含风电配电网稳压控制策略

当配电网含风电接入时,电能质量会受到较大的影响。为解决不同风速下风力机出力不同影响配电网电压稳定性的问题,利用静止无功补偿器提高含风电配电网电压稳定性。在考虑不同风速场景下,引入改进粒子群算法并以配电网系统有功损耗最小为目标函数,优化SVC控制参数,改善SVC对电压的控制性能。以含风电IEEE 33节点算例进行仿真计算,验证了该算法的正确性和可行性。

利用配电网静止无功补偿器改善配电网电能质量的方法

随着社会的发展,用户对电能质量的要求越来越高。能快速响应的配电网静止无功补偿器(DSTATCOM)是改善配电网系统电能质量的一种有效方法。文章提出了一种新的平衡不对称负荷的方法,并通过仿真和实验证明了DSTATCOM 抑制电压跌落、电压波动及平衡三相不平衡负荷的有效性和可行性。

静止无功发生器补偿电网电压不平衡的控制及其优化方法

针对电网电压不平衡问题,提出了一种用静止无功发生器(SVG)抑制公共连接点(PCC)不平衡电压的控制方法。该方法既发挥了SVG补偿系统无功功率的优势,又在电网电压严重不平衡时扩展了SVG的补偿功能,充分地利用了补偿装置。文中详细讨论了SVG补偿电网电压不平衡的原理,将SVG控制作为受负载端负序电压控制的电流源,分析了其补偿性能与各个参数的相互关系。在补偿效果相同的前提下,对系统的控制参数进行了优化,使SVG的补偿容量最小。最后介绍了PCC处负序电压的实时检测方法。仿真和实验结果表明,该方法可以有效地补偿电源或负载引起的电压不平衡问题。

静止同步补偿器与微网在配电网无功电压协同控制中的联合运用

为使微网更易被配电网接纳并担当更多职责,将微网与现有电能质量装备配合使用是条新思路。提出一种由配电静止同步补偿器(distribution static synchronous compensator,DSTATCOM)和微网构成的无功电压协同控制系统。系统由较小容量的DSTATCOM作为连续子系统,进行快速连续无功调节;由微网作为离散子系统,提供较大容量的分级无功功率,二者协同工作实现无功电压的迅速调整。仿真表明,联合运行系统能较好地平抑电压波动,这种联合运行模式有利于降低微网并入配电网的门槛,实现高品质可靠供电,同时也降低了原有用户电力装置的容量,使分布式发电在供能的同时发挥了电能质量调节的作用。

直接电流控制的配电静止无功发生器用于改善电压质量的研究

介绍了一种采用直接电流控制的用于改善中低压配电网电压质量的新型静止无功发生器(DSTATCOM),其主电路采用基于VSI-SPWM结构的电压型逆变器,指令电流的运算和补偿电流的控制均采用同步旋转参考坐标系。重点论述了DSTATCOM用于抑制电压跌落和电压闪变两种常见的电压质量问题。根据无功指令电流形成的不同方法, DSTATCOM有电流控制模式和电压控制模式两种运行模式。在两种运行模式下对DSTATCOM抑制电压跌落和电压闪变进行了仿真研究,仿真结果表明,电流控制模式适合于抑制电压闪变,而电压控制模式适合于抑制电压跌落。

静止无功发生器在风电场电网的应用研究

介绍了静止无功发生器(SVG)的工作原理、数学模型、控制策略和在风电场的应用情况。通过模拟电网的三相断线故障,测试了SVG的动态响应时间、无功输出容量和系统电压的变化情况。实验结果证明了SVG具有较好的无功输出特性,在系统故障时可以提供较大的无功支撑,从而提高整个电网运行的稳定性。

配电网静止无功补偿器直流侧电压控制策略

在配电网中,配电网静止无功补偿器(D-STATCOM)通常采用双闭环的控制策略,在该策略中需要保持DSTATCOM直流侧电压的稳定。直流侧电压的稳定一般采用的是传统的PI控制,但是传统的PI控制容易使DSTATCOM呈现严重的非线性,并且具有较大的超调量和静差,响应速度也较慢,同时传统Pl控制参数选择也很困难,难以满足D-STATCOM控制要求。为解决此问题将免疫反馈机理和模糊控制与传统的PI控制相结合,设计了模糊免疫PI控制来保持D-STATCOM直流侧电压的稳定。仿真结果显示,此种控制较传统的PI控制具有更好的效果,可以让直流侧的电压保持稳定。

中低压配电静止无功发生器及其驱动技术研究

介绍了一种基于电压型逆变器的中低压配电静止无功发生器(DSTATCOM)的系统构成和研制过程。DSTATCOM的主电路功率开关器件采用IGBT功率管,驱动电路采用了智能集成驱动模块2SD315A,给出了详细的驱动电路及其上电复位电路原理图。DSTATCOM的控制系统采用基于旋转坐标系的直接电流控制方法。为了改善DSTATCOM的无功补偿性能,在控制系统中引入了直流侧电容电压的闭环控制。给出了控制系统的DSP实现,并完成了DSTATCOM用于改善电压质量的实验。

基于SVD方法的多台配电网静止无功补偿器交互影响分析

配电网静止无功补偿器(DSVC)是综合治理电能质量问题的有效装置,其多个装置间的交互影响问题应予以考虑。以含两台DSVC的简单配电系统为研究对象,建立了考虑感应电动机负荷的含两台DSVC的单负荷无穷大配电系统线性化模型,在此模型的基础上推导得出系统传递函数矩阵,并运用基于奇异值分解(SVD)的方法,定量分析了在不同电气参数下两台DSVC的交互影响问题。通过SVD计算,得到了交互影响随电气距离的缩短而增大的结论。通过时域仿真,验证了SVD计算所得的结论,表明了所建线性化模型及SVD方法的有效性。

中低压配电静止无功发生器的智能集成驱动技术

重点论述配电静止无功发生器(DSTATCOM)中功率开关器件的驱动技术。为了提高中低压配电静止无功发生器的可靠性,提出了一种中低压配电静止无功发生器用IGBT驱动保护方案。在该方案中,由2SD315A构成的智能集成驱动电路完成驱动、隔离、保护功能,有力地保障了配电静止无功发生器的安全、稳定运行。给出了基于2SD315A的驱动电路的接线图,结合2SD315A的实际工程应用指出了在使用2SD315A驱动模块过程中应注意的技术问题。将所设计的驱动电路在实验室配电静止无功发生器装置上进行了实验,实验结果证明了基于2SD315A的驱动保护方案的正确性和可行性。

静止无功发生器在风电场电网故障时的作用研究

分析了双馈异步发电机(DFIG)在电网电压跌落时的暂态过程,通过人工接地短路试验测试了风电场升压站内110 kV母线电压和风机出口处电压、电流的故障波形。针对风电场在故障时存在的问题,对静止无功发生器(SVG)在提高DFIG低电压穿越能力中的作用进行了仿真,并通过现场试验对仿真的结论进行了验证。

基于DSP的配电静止无功发生器控制系统

设计了一种基于DSP的配电静止无功发生器(DSTATCOM)控制系统。为改善DSTATCOM装置的无功补偿性能,系统采用了直流侧电容电压的闭环控制。介绍了控制系统的硬件、软件构成和功能,给出了DSTATCOM装置用于改善电压质量时的实验波形。实验结果表明,该装置能快速补偿因负荷无功功率引起的电压下降。

配电网静止无功补偿器的解耦控制策略

在配电网中,静止无功补偿器(D-STATCOM)可以起到稳定接入点电压,有效地降低网损率和提高功率因数及防止非线性负荷的作用。但是D-STATCOM在d-q坐标系下是一个非线性、强耦合的系统,需要进行解耦控制,因为对其进行解耦控制可以保证输出电流快速无差地跟踪整定值。研究D-STATCOM的解耦控制策略,通过对其基本结构进行分析,得到了耦合项的模型。采用模糊免疫PI控制和前馈解耦控制相结合的方法将原系统进行线性化的解耦,避免了有功和无功电流的耦合作用。最后运用MATLAB进行仿真。仿真结果表明,所提解耦控制策略性能优良、结构简单、容易实现。