隔爆型静止无功发生器在煤矿中的应用研究

针对煤矿井下电网功率因数低,长距离供电导致线路末端设备启动困难,谐波含量大等现实情况,研制了一种静止无功发生器(STATCOM)系统装置。该装置采用并联H桥变流器拓扑结构来提高STATCOM装置的补偿容量。同时还提出一种适合于并联H桥拓扑下STATCOM系统控制策略,并搭建了研制1 140 V/500 k Var的试验平台,试验结果证明了该策略的优越性与正确性。

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。

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YNd变压器与静止无功发生器的电气化铁路同相供电综合补偿方案

针对以负序为主的电气化铁路电能质量问题,提出一种基于YNd变压器与静止无功发生器(SVG)的电气化铁路同相供电综合补偿方案及控制策略。以YNd11变压器为例,将基于YNd变压器与静止无功发生器的同相供电综合补偿方案分为二端口补偿模式和三端口补偿模式。研究负序补偿的基本原理,构建二端口补偿模式和三端口补偿模式的同相供电综合补偿数学模型,并给出确定补偿方案的方法。根据不同的补偿模式数学模型,提出相应的补偿控制策略,通过仿真验证同相供电综合补偿方案及控制策略的正确性和有效性。结果表明,综合补偿方案能够实现公共连接点处因牵引负荷引起的负序问题的治理,并且不会带来新的电能质量问题,同时可兼顾治理公共连接点处牵引负荷带来的谐波问题。

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。

基于重复PI控制和前馈控制的静止无功发生器

分析了以三相电压型逆变器为主电路结构的静止无功发生器(SVG)的工作原理。针对传统比例积分控制(PI)的局限性,提出了采用重复PI控制和电网电压前馈控制的复合控制策略。重复PI控制结合PI控制和重复控制的优点,提高了系统的稳态和动态性能,能有效改善装置的基波无功补偿准确度,消除稳态误差,改善补偿电流的波形质量。同时,为了抑制电网扰动,引入电网电压前馈控制,使系统近似为一个无源跟随系统,有效消除了网侧电压波动对SVG运行的干扰,抑制了直流侧电容的电压波动。在此基础上,进行系统的仿真建模和实验研究,仿真和实验结果验证了所提控制策略的正确性和可行性。

直接电流控制的静止无功发生器研究

分析了采用三相变流器为主电路结构的静止无功发生器 (SVG)装置的工作原理。控制上采用了基于瞬时无功功率理论的控制方法 ,根据不同的补偿要求 ,提出了两种具体的控制方案 ,分别给出了数学公式并分析各自优缺点 ,并对其中的一种情况给出了基于Matlab的仿真。

双馈风电机组与静止无功发生器交互作用原理及系统振荡特性研究

大量基于电力电子设备的非同步电源和无功补偿装置接入形成了新型电力系统,使得集群风电与电网之间以及与邻近电力电子驱动设备之间的交互作用十分复杂,电力系统的故障运行特性可能发生改变,从而给电网的安全稳定运行带来多方面的挑战。通过对系统扰动在双馈风电机组和静止无功发生器内传导过程的理论分析,分别给出了其动态响应特性,推导了双馈风电机组与静止无功发生器在系统扰动下相互激励的表现形式,分析了双馈风电机组与静止无功发生器之间交互作用对双馈风电机组转子侧变流器控制参数和静止无功发生器控制参数的敏感性,并给出双馈风电并网系统的振荡特性。最后,通过时域仿真验证了上述理论分析的正确性。

基于瞬时无功理论的先进静止无功发生器的研究

提出了一种基于瞬时无功功率理论的先进静止无功发生器(ASVG)的控制方案。首先详细地对瞬时无功功率理论检测控制信号进行了分析,在此基础上,介绍了无功电流闭环间接控制方案,应用基于瞬时无功功率理论的无功电流检测法实时检测无功电流,提高了系统响应速度。然后简单介绍了ASVG的电路结构;控制器选用TMS320LF2407来实现数据采样、计算和实时控制,满足ASVG实时快速控制的要求,提高了PWM脉冲精度。最后通过Matlab对控制方案做了系统仿真。通过理论论证和仿真分析表明本设计方案是可行的。

±500kvar静止无功发生器的研制

介绍了研制的用于工业试验和试运行的± 5 0 0 kvar静止无功发生器的概况和特点 ,如采用三级逆变器、双重化、选择性谐波消除脉宽调制、分裂变压器等 ,非常紧凑。在启动方式和控制原则方面 ,例如过电流限制也有专门考虑。最后给出了在现场投运时的一些试验结果 ,表明达到了预期的目标。

关于新型静止无功发生器模型参数及暂态控制模型选择的讨论

针对新型静止无功发生器（ASVG，或STATCOM）动态模型及参数的选取进行了讨论，特别对STATCOM的直流电容客量的大小如何衡量进行了详细的讨论。对目前一些文献中电客参数选取持不同的观点；提出了STATCOM模型参数的范围及暂态稳定研究中STATCOM模型选择的原则。

静止无功发生器的预测电流控制方法

为实现静止无功发生器SVG(Static Var Generator)良好的控制性能,从SVG的工作机理动态性能出发,引入逻辑开关函数建立SVC的动态数学模型,在该模型基础上提出了一种预测电流控制的方案。该控制方法是利用当前采样时刻的状态信息,预测下一个采样周期补偿电流的轨迹,计算出逆变器输出的电压参考值,将其作为空间矢量PWM调制的输入,确定开关函数,产生与参考值相当的电压,最终达到预测补偿的目的。Matlab仿真结果表明:该控制方法对预测补偿SVG的无功电流具有有效性和可行性。

±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。

大容量静止无功发生器与电池储能的集成

将传统的大容量静止无功发生器(STATCOM)装置与储能装置集成,能够显著增加和提高STATCOM的功能和性能。文中讨论了电池储能和STATCOM集成系统的特点,介绍了所采用的功率变换器拓扑结构和开关切换策略,对所提出的集成电池储能的STATCOM系统进行了仿真研究。仿真结果证明了所提出的STATCOM与电池储能集成系统的有效性和实用性。

采用GTO的新型静止无功发生器

大功率门极可关断晶闸管（ＧＴＯ）的出现使得新型静止无功发生器（ＡＳＶＧ）进入实用阶段，在这种情形下，河南电力局与清华大学决定联合研制２０ＭｖａｒＧＴＯ新型无功发生器。为进行机理研究，一台３００ｋｖａｒ的中间试验样机已于１９９５年７月并网运行。文中分析了由１８脉冲电压型ＧＴＯ逆变器构成的该新型无功发生器的原理及主要结构。

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。