70Mvar链式SVG在电弧炉现场的应用

电弧炉是一种非线性强时变负载,会对电网产生电压波动及闪变、谐波、功率因数低等诸多电能质量问题。传统的SVC补偿装置由于响应速度慢,补偿效果有限。SVG是解决电弧炉电能质量问题的最有效装置,但控制算法复杂,国内成功应用于电弧炉补偿的SVG很少。本文介绍了一套70 Mvar链式SVG在国内某电弧炉现场的使用情况。现场测试数据表明,SVG投入运行后,电网存在的电能质量问题得到了明显改善,充分体现了SVG对电弧炉负载优越的补偿性能。

发电机组低负荷下的SVG无功补偿技术应用分析

低负荷运行容易导致发电机组无功功率不足、电压不稳定等问题,影响电力系统的稳定性和可靠性。探讨了在发电机组低负荷条件下应用静止无功发生器(SVG)技术进行无功补偿的途径。分析了SVG在维持电压稳定、改善功率因数以及减轻低负荷运行对发电机组的不良影响等方面的表现和有效性,并通过实验和仿真开展评估验证。

考虑SVG补偿装置的大型光伏并网系统振荡分析与抑制

大型光伏电站由于远离负荷中心,长距离输电线路所产生的电网阻抗不可忽略,电网阻抗对于多逆变器相并联的大型光伏电站中某一个光伏发电单元而言将会等效放大数倍,从而造成并网点电压降低导致系统不稳定。光伏电站中的静止无功发生器(static var generator,SVG)等无功补偿装置可以用来降低电网阻抗对于并网点电压的影响。然而,研究发现,在补偿容量逐渐增大的情况下,无功补偿装置与逆变器系统之间的相互影响将会使系统出现振荡现象,而在逆变器控制回路内采用串联校正方式可以有效消除这种现象,从而保证系统的稳定运行。仿真结果与实验验证了理论分析的正确性。

基于新型电流直接控制策略的SVG仿真研究

为了提高静止无功发生器(SVG)向电力系统输送无功功率的实时性与精确性,提出了一种基于瞬时无功功率理论id-iq法的新型电流直接控制策略。首先分析了瞬时无功功率理论id-iq法的无功电流信号采集运算,在此基础上,建立了SVG数学模型,采用无功电流直接闭环控制策略,应用瞬时无功功率理论的id-iq无功电流检测法实时检测无功电流,提高系统响应速度。然后建立MATLAB仿真电路模型,对实时数据采样、无功电流计算和实时控制等性能测试。通过理论和仿真结果分析,表明本设计方案可行,满足无功功率实时动态快速补偿的要求,提高了系统运行的稳定性。

基于SVG的电力机车供电系统电能质量综合补偿技术研究

针对电力机车供电系统的电压波动、谐波污染等问题,采用了静止无功补偿装置SVG改善供电系统的电能质量。对静止无功补偿装置SVG的工作原理及其在电力机车供电系统中的应用进行详细的分析,提出了单相系统补偿电流的检测方法和综合补偿的控制算法;通过仿真分析了基于SVG装置的电力机车供电系统的性能,结果表明补偿装置SVG具有响应速度快、调节范围广、谐波抑制效果好、占地面积小等优点,能够有效治理电力机车供电系统中存在的电能质量问题,提高了电力机车供电系统的供电质量。

SVG双序同步-双随机SVPWM控制策略

在庞大的电力网络中,用电实况越来越复杂,三相负荷不对称情况也日益加重。为了消除大量的负序电流对电网安全稳定运行造成的影响,提出将双随机SVPWM控制思想与SVG双序同步控制策略相结合,以补偿负载不对称情况下电网无功及负序电流,改善三相不平衡度,提高电网功率因数。由于随机SVPWM算法的优点,将大大削减补偿后电网电流谐波幅值,降低电流波形畸变率,从而进一步提高电网功率因数。最后在Matlab/Simulink中建模仿真,验证此方法的有效性。

单相SVG三次谐波电流产生及抑制研究

单相SVG运行时,其直流侧电压中存在二次谐波,二次谐波电压经过调制后会产生三次谐波电压,从而使SVG输出电流中含有三次谐波,三次谐波电流会对电网造成污染,增大逆变器的容量。文章在分析单相SVG输出电流中三次谐波电流产生原因的基础上,提出在电压控制环中加入带阻滤波器来抑制三次谐波电流的措施,建立了仿真模型,并对仿真结果进行比较,分析了带阻滤波器对直流侧电压控制的影响,表明方案对输出的三次谐波电流有较强的抑制作用。

重复控制在链式SVG中的应用

作为当前最先进的无功补偿装置,静止无功发生器(Static Var Generator,SVG)在补偿无功的同时,还可以同时实现谐波补偿功能。SVG进行综合补偿时,传统的PI控制很难消除稳态误差,为此,将重复控制技术应用于SVG的指令电流跟踪控制,提出一种包含重复控制器和PI控制器的复合控制器。这种复合控制器兼具PI控制器和重复控制器的优点,具有很好的动态效果及稳态跟踪精度。仿真和实验验证证明了该方法的有效性。

应用于复杂工况的输出电流自锁相SVG控制策略

静止无功发生器SVG(static var generator)的无功调节功能依赖其网相位跟随能力,因此受锁相环节影响较大。当电网存在背景谐波、不对称运行等复杂工况时,基于系统电压锁相的方式需要设计正/负序提取、谐波提取等辅助环节,增加了系统的复杂度与非线性。基于此,提出了一种基于输出电流自锁相的SVG控制策略,在不添加辅助环节的前提下提高了SVG在复杂工况下的适应能力。首先,对SVG的控制策略与锁相方式进行了阐述,分析了不同工况下SVG的输出特性。然后,详细解释了所提自锁相方法的工作机理,论证了电流自锁相具备较好的环境适应能力,并通过Bode图分析验证了所提策略具备良好的响应特性。最后,通过实验验证了理论分析的正确性。

SVG指令电流的仿真实验

提高电能质量的主要方法是在电力系统中消除谐波和补偿无功功率。目前使用的先进补偿装置包括有源电力滤波器(APF)和静止无功发生器(SVG)等,其补偿效果很大程度上取决于检测的精度。文中提出了电网电压畸变情况下谐波和无功检测的具体方法,同时对SVG实验中经常会遇到的无功电流检测中的问题进行了阐述,并进行了仿真分析。仿真结果表明,本文所介绍ip-iq方法能准确、及时有效地检测出电力系统中的谐波和无功功率,能够为有源电力滤波器和静止无功发生器的设计提供理论支持。

一种用于SVG的无差拍控制算法

提出一种基于无差拍算法的静止无功发生器(SVG)的控制策略。该策略不仅适用于数字控制系统,且响应速度快、可大幅度减少对电网电流谐波的引入,进行有效的无功功率补偿。在推导出SVG的主电路数学模型的基础上,研究了无功电流预测方法,将无差拍控制策略应用在SVG系统中。通过Matlab/Simulink仿真建模并搭建DSP硬件平台进行实验,验证了提出的控制策略的可行性与有效性。

基于滑模变结构及内模控制的SVG无功补偿控制策略仿真研究

针对静止无功发生器(SVG)在无功补偿时存在直流侧电容电压不平衡和系统运行不稳定等问题,以dq0坐标系下的数学模型为基础,提出一种滑模变结构和内模控制相结合的SVG双闭环控制策略。电压环采用滑模变结构提高负载突变时直流侧电容电压的快速精准控制,电流环采用内模控制实现信号的准确跟踪。在Matlab/Simulink中搭建了级联二十一电平SVG仿真模型,仿真结果表明,采用所提控制策略的SVG直流侧电容电压控制良好,系统运行稳定,对配电网的无功补偿效果较好,验证了本文控制策略的可行性及有效性。

基于SVG无功控制的融冰方法研究

为降低覆冰对低压电网正常运行的影响,提出了一种基于SVG无功控制的线路融冰方法。该方法通过无功补偿控制流过线路的无功电流以增大覆冰线路的总电流,使线路产生功率损耗的热量达到融冰所需的热量,从而实现融冰目的。仔细阐述了该方法拓扑结构及其工作原理,在对SVG控制策略及检测电路深入分析的基础上,考虑覆冰情况对电网电压平衡的影响,构造了新型的检测电路以满足各检测参数的精确性。并通过Matlab对10 kV输电线路融冰模拟系统的仿真分析,其结果证明了该融冰装置能够实现精准调节无功电流来满足融冰需求。

广州地铁某主变电所SVG装置改造方案研究

对比相控电抗器(TCR)、磁控电抗器(MCR)、静止无功发生器(SVG)几种动态无功补偿装置的优缺点及技术经济性,针对轨道交通无功补偿特点:运营低谷时段无功比重大,高峰时段无功比重小的特点,以广州地铁4号线某主变电所改造工程为例,介绍采用S VG装置进行无功补偿的方案设计过程:接线方案及补偿容量设计,对改造效果进行了对比验证。

计及IGBT暂态特性的SVG输出电压谐波分析

由IGBT构成的静止无功发生器(SVG)具有开关频率高、控制灵活等优点,但IGBT运行时暂态特性易受结温影响,引起输出电压畸变。针对上述问题,建立变流器IGBT结温电-热耦合计算模型及开关延迟时间与结温的数学关系,理论分析开关延迟时间对SVG输出电压谐波的影响;通过时域仿真法研究SVG在电网电压跌落时的结温变化规律,进而分析上述工况对SVG输出电压谐波的影响。仿真结果表明,随IGBT结温的升高,其开、关延迟时间均会提高;当IGBT温度较高时,其暂态开关特性的变化将导致输出电压波形的畸变,此时暂态开关特性不能忽略;当计及IGBT暂态特性时,SVG的输出电压将含有直流成分,总的谐波畸变率增加,高次谐波含量增加。

不平衡电网下SVG和APF共母线联合运行系统

针对不平衡电网下并联混合有源电力滤波器APF(active power filter)和无功补偿装置体积过大和系统损耗的问题,提出一种在不平衡电网下的静止无功发生器SVG(static var generator)和APF并直流母线联合运行系统。其中,SVG主要用来快速补偿无功和电网不平衡,APF滤出电网和SVG的特定次谐波。该联合系统通过并直流母线减小了电容的体积,使系统总体积减小;降低SVG的开关频率使系统损耗减少。对系统环流抑制策略进行了分析,确定了在从模块上加入环流进行抑制环节,并解决了并联系统中出现的环流问题。最后通过Matlab/Simulink仿真验证了该联合系统的可行性。

级联H桥型SVG的控制策略研究

针对静止无功发生器(static var generator,SVG)在无功补偿时存在直流侧电压不平衡和系统不稳定性等问题,在级联型H桥逆变器的基础上,建立了星型链式SVG的数学模型,构建了双闭环控制系统,其中电流内环采用PI解耦控制,电压外环采用分层控制,解决了直流侧电容电压的平衡问题,实现了系统的稳定工作。最后,在MATLAB/Simulink中构建了系统的仿真模型。仿真结果表明,所提出的控制方法具有较好的补偿效果和快速的动态性能。

基于DDSRF的不平衡负载下SVG分序补偿研究

不平衡负载的存在会导致电网三相电流不平衡,降低电网电能质量,静止无功发生器(SVG)在电能质量治理领域得到广泛应用,针对不平衡问题提出基于DDSRF的SVG分序补偿策略,首先推导了SVG的数学模型,利用双同步坐标系解耦(DDSRF)分离出电网的正、负序电流,在dq旋转坐标系下分别对电网中的正、负序电流进行补偿。最后在Matlab/Simulink搭建系统模型,仿真结果表明该控制策略实现了对电网不平衡电流的补偿和对系统无功的补偿,且响应速度很快、补偿效果良好。

基于单相背靠背SVG的电铁电能质量优化治理研究

针对电铁牵引系统对公用电网所引起的谐波和电压不平衡等电能质量问题,通过对单相背靠背SVG的工作原理及特性的研究,并结合山西某220 kV变电站和某牵引变电站的电能质量实测结果分析,提出了在此牵引变电站内装设单相背靠背SVG治理方案,最后通过仿真对SVG投运前后的电能质量比较分析,验证了系统侧220 kV变电站的谐波含量高及负序不平衡等问题得到明显改善。

基于SVG的10kV 15电平M-STACOM的建模仿真及控制策略研究(英文)

This paper discusses modeling,simulation and control strategy of a novel 10kV transformerless static synchronous compensator based on a 15-level modular multilevel converter(M-STATCOM).The new shunt compensator,with the characteristics like modular design,high front-end flexibility,low generation of harmonics,etc.,is well suitable for medium or high-voltage utility grid without line-frequency transformers.Its topology,principle of operation under static var generating condition and control system are described comprehensively.Besides,a new corresponding control scheme called phase opposition disposition(POD) is proposed for fast compensation of reactive power and harmonics and for making the three-phase source side currents balanced.The results obtained from various simulated waveforms in the MATLAB / SIMULINK environment validate that the MSTATCOM is capable of reactive power compensation,harmonic cancellation and simultaneous load balancing.