静止无功补偿器STATCOM在电力系统中的综合比较分析

介绍了静止无功补偿器STATCOM技术的现状,分析了静止无功补偿器STATCOM的优缺点及其控制系统在电力系统实际应用中的控制策略。在此基础上,展望了无功功率补偿技术的发展方向。

静止无功补偿器STATCOM在电力系统中比较分析

现如今,电力系统的规模越来越大,电力电子技术的发展速度也在不断加快,STATCOM以其独特的性能成为了新时期的无功补偿装置。本文主要介绍静止无功补偿器STATCOM基本原理、技术特性及其优越性相关内容。

静止无功补偿器中的PID控制研究

介绍了静止无功补偿器中TCR与TSC的拓扑结构及工作原理,分析了TCR与TSC并联型SVC的结构、原理、控制方式等。采用MATLAB/SIMULINK仿真平台,对静止无功补偿器的基本结构以及整个SVC补偿系统进行了建模与仿真,基于瞬时无功功率理论的无功和谐波电流检测方法,采用PID控制,对仿真前后的波形进行对比,分析SVC的控制过程,验证SVC补偿的有效性。结果表明SVC可以实现对系统无功功率的有效补偿,且具有较好的动态特性。

基于MATLAB的TSC静止无功补偿器仿真研究

随着我国经济高速增长,各行业的电力需求急增且区域用电不均,有效的无功调节手段是解决这些问题的有效措施。基于此,文章分析了晶闸管投切电容器型(TSC)静止无功补偿器的基本原理,并分析了TSC主回路的主要部件、电容器连接方式、电容器分组方式、晶闸管投切电容器的控制系统及电容器容量的确定,通过计算完成MATLAB仿真实验建模,在MATLAB中完成了对晶闸管投切电容器型静止无功补偿器的仿真分析。

三电平静止无功补偿器控制策略探究

近年来,新能源的并网发电量越来越大,在这一背景下,需要通过技术措施提高电网的稳定性和电能质量。三电平静止无功补偿器对以上目标的实现具有重要作用,而传统的电压电流双闭环脉冲量输入控制策略存在一定的缺陷,不能适应大功率场景。文章重点分析了模型预测电流控制策略中的多步预测控制算法,将其应用于三电平静止无功补偿器。经过仿真,该控制策略显著降低了电网电流总谐波失真和开关频率,实用性更强。

基于级联式多电平变换器的静止无功补偿器拓扑研究

电力系统实时无功补偿对提升电能质量至关重要,传统的无功功率补偿常采用大容量的电抗器、电容器,体积大、重量大、效率低。静止无功补偿器采用全控开关器件构成,具有可控,动态响应速度快,损耗低,效率高的优点。以单相H桥为级联单位串联而成的级联式多电平变换器可通过对各个H桥进行移相控制,输出多电平波形,提高输出电压正弦度,降低谐波含量,减小滤波器的体积,且具有扩展性强,适应性强,实现容易等优点。介绍了级联式多电平变换器的拓扑与工作原理及适用于该变换器的基于三角载波移相技术的PWM调制策略,通过降低开关管的开关频率,提高系统的效率。最后搭建了仿真模型验证了该拓扑与调制策略的有效性。

静止无功补偿器的小波神经网络PID控制方法研究

静止无功补偿器(SVC)是电力系统中应用广泛的动态无功补偿装置。针对传统比例积分微分(PID)在SVC动态调节过程中由于控制器参数固定而存在动态响应、自适应能力差的问题,提出了一种基于小波神经网络PID(WNNPID)的SVC电流反馈电压稳定控制方法。首先,分别选取SVC的电压差ΔUr、电压误差ΔU和补偿电压USL作为WNNPID控制器的输入信号,而控制器的输出为SVC的参考电纳。然后,采用小波神经网络(WNN)和增量式PID控制对WNNPID控制器的结构进行设计。最后,采用Matlab/Simulink仿真平台对所提控制方法进行仿真,并与基于反向传播(BP)神经网络PID的控制效果进行了对比。仿真结果表明,所提WNNPID控制方法具有更稳定的电压控制效果、较快的响应速度、较好的动静态响应性能和较强的自适应能力。

基于模糊PID的静止无功补偿器电压控制方法

应用传统方法控制静止无功补偿器电压后,不仅电压回归稳态的耗时较长,且功率损耗较高。为此,本文提出基于模糊PID的静止无功补偿器电压控制方法,根据静止无功补偿器电路特点,建立数学模型,通过对补偿器电流作傅里叶变换,确定补偿器电压状态,然后,建立模糊PID控制规则,将补偿器电压修正值输入补偿器数学模型中对电压进行修正控制。应用该方法后,静止无功补偿器电压回归稳态时间在1 s以内,单位节点功率损耗在25 MW以内,电压得到有效控制。

基于直流侧电压平衡控制的静止无功补偿器控制策略研究

本研究提出了基于直流侧电压的平衡控制策略。该策略采用两层电压控制,第一层为三相电压的各相电压的平衡控制,第二层为各个功率单元的电压平衡控制。利用Matlab/simulink搭建了仿真模型,结果表明:采用该方法,静止无功补偿器能够快速实现无功功率平衡。

静止无功补偿器与有源电力滤波器联合运行系统

提出一种具有功率因数校正、补偿负载不平衡和滤除电网谐波电流的静止无功补偿器(static var compensator,SVC)和有源电力滤波器(active power filter,APF)联合运行系统电路结构。其中,SVC由晶闸管控制电抗器(thyristor controlled reactor,TCR)及固定电容器(fastness capacitor,FC)组成,主要用来快速补偿无功,并通过对其三相不对称控制来消除电网三相不对称和负序电流;APF部分主要用来消除电网及SVC引起的谐波电流,同时抑制固定电容器与电网等效阻抗间可能的串并联谐振。在分析SVC和APF联合运行系统基本工作原理的基础上,对联合运行时的控制方法进行研究。仿真和实验结果证明了该联合运行系统的可行性。

静止无功补偿器的新型最优非线性比例积分电压控制

针对传统PI应用于静止无功补偿器(static var compen-sator,SVC)这个非线性复杂系统上,所体现出的快速性与稳定性之间的矛盾,以及对精确数学模型的依赖性,适应性及鲁棒性较差,该文设计了以非线性函数与传统PI控制器串联起来构成非线性PI控制器,简单易于实现。并且提出基于改进的单纯形加速算法(simplex method,SPX),以时间乘以误差绝对值积分(integrate of time multiplied absolute error,ITAE)准则作为寻优目标函数,对非线性PI控制器的参数KP、KI进行实时调整、寻优,使SVC系统的瞬态响应过程达到最佳。仿真和实际应用结果表明该最优非线性PI控制器,不但能快速、无超调的跟踪SVC系统的电压设定值,而且可实现对无功功率、三相不平衡等多个因素的综合补偿,具有较强的鲁棒性、适应性和较高的补偿精度。

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。

静止无功补偿器多目标统一控制方法

针对静止无功补偿器(static var compensator,SVC)补偿配电网负荷引起的电压波动、功率因数较低和负序电流问题,提出一种多目标统一控制器。它主要由功率因数闭环–负序电流补偿前馈控制支路和SVC安装点电压闭环–负序电流补偿前馈控制支路组成,两条控制支路可依据补偿目标自动切换。对功率因数闭环控制设计了模糊PI控制器,可依据滞环环宽对功率因数进行粗调及细调;对SVC安装点电压闭环控制采用最优非线性PI控制算法。建立了被控对象SVC的控制模型。工业应用结果不仅证明了本文理论分析及所提多目标统一控制方法的正确性和有效性,还对SVC在工程应用上的产品化起到一定的借鉴作用。

静止同步串联补偿器与静止无功补偿器的相互作用分析与协调控制

以同一系统中静止同步串联补偿器(static synchronous series compensator,SSSC)和静止无功补偿器(static var compensator,SVC)的共同作用为研究对象,建立了2者的数学参数模型,推导出控制器之间相互作用的量化关系式。通过控制参数分析和仿真分析得出结论:灵活交流输电(FACTS)装置的控制方式和电气耦合程度对SSSC和SVC的相互作用有很大影响。最后基于直接反馈线性化(DFL)方法设计了SSSC和SVC协调控制器,仿真结果验证了该协调控制策略的有效性。

静止无功补偿器运行特性分析和控制方法综述

为分析加装在静止无功补偿器(SVC)中的附加控制器的控制机理并得到实际工程中可以采用的现代控制方法,介绍静止无功补偿器的运行特性以及附加控制器对系统稳定性影响的原理。在对9种控制理论在静止无功补偿器中的应用原理和现状进行了详细阐述基础上,比较不同控制方法应用于不同控制目标时控制效果的差异。最终,从工程应用可行性和发展前景两方面考虑,提出了几种将来需要重点研究的能够应用于静止无功补偿器中的现代控制方法。

蚁群优化PI控制器在静止无功补偿器电压控制中的应用

静止无功补偿器(static var compensator,SVC)通常用来进行负荷补偿或系统补偿,在系统补偿时往往用于电压稳定控制,针对电压稳定控制的工况,文中提出一种采用蚁群算法优化PI控制器参数的方法,克服了常规PI控制对被控对象数学模型的依赖性,简单易于实现。蚁群优化算法中,以时间与误差绝对值乘积积分(integral of time-weighted absolute error,ITAE)准则作为寻优目标函数,对PI控制器的比例、积分参数进行调整、寻优,使SVC系统的响应过程达到最优。仿真和实验结果表明,该最优PI控制器能快速跟踪SVC系统的电压设定值,基于该PI控制器的SVC能迅速进行无功补偿,具有较强的适应性和较高的补偿精度。

静止无功补偿器(SVC)的一种新型非线性鲁棒自适应控制设计方法

为提高提高多机电力系统的暂态稳定性,该文首先建立了静止无功补偿器(static var compensator,SVC)系统的一个含有时变参数不确定性的二阶非线性动态模型,然后在SVC动态模型的基础上,利用自适应控制技术和鲁棒控制技术设计了SVC系统的控制器。为了验证所设计的控制器的有效性,以一个经典的三机九母线电力系统作为测试系统,对鲁棒自适应SVC控制器与PID SVC控制器和反馈线性化SVC控制器分别进行了比较研究。仿真结果表明,与PID SVC控制器和反馈线性化SVC控制器相比,所提出的鲁棒自适应SVC控制器具有良好的性能。

计及动态负荷的电力系统静止无功补偿器(SVC)与发电机励磁控制

基于微分代数控制系统的反馈线性化方法,进一步研究了具有非线性负荷的电力系统中静止无功补偿器(Static var compensator,SVC)和发电机三阶模型的励磁控制,表明具有非线性负荷和SVC装置的NDAS(3)仍可以通过状态反馈精确线性化,从而得到具有代数方程的Brunovsky标准型。提出了具有非线性负荷的电力系统SVC与发电机励磁控制的完全精确线性化设计。该控制方法可以同时满足发电机功角稳定和SVC节点处电压。仿真结果表明该方法具有很好的效果和优越性。

静止无功补偿器对电压稳定性的影响

本文对静止无功补偿器（ＳＶＣ）的控制建立计算机仿真模型，并在三机十一母线系统中进行负荷微增的仿真，通过仿真的结果，我们可以看出，在到达其上限之前，对系统的电压稳定性有一定改善，并比较了不同功率因数的负荷微增下的ＳＶＣ对电压稳定的影响。

静止无功补偿器自适应动态规划电压控制方法

为解决传统比例?积分?微分(proportional integral differential,PID)控制应用于静止无功补偿器(static var compensator,SVC)非线性控制系统存在的不足,提出了一种基于自适应动态规划(adaptive dynamic programming,ADP)的SVC自适应优化控制策略。采用小波神经网络和BP神经网络分别设计执行依赖启发式动态规划(action dependent heuristic dynamic programming,ADHDP)的执行网络和评价网络,以增强ADHDP对性能指标函数的逼近能力和控制律优化能力,然后用其设计了SVC控制系统的电压调节器。在Matlab/Simulink仿真平台对所提出的ADHDP控制方法进行了仿真,并与执行网络、评价网络均采用BP神经网络设计的经典ADHDP控制方法的控制效果进行了对比,验证了基于ADHDP的SVC电压优化控制方法的可行性和有效性。相比之下,所提出的ADHDP控制方法具有更好的电压稳定和控制效果,控制系统具有较快的响应速度、较好的动态和静态稳定性和较强的自适应能力。