配电网静止同步补偿器新型双闭环控制策略

配电静止同步补偿器在配电网中能有效的解决电压跌落等动态电压质量问题。针对dq0坐标系下DSTATCOM系统数学模型强耦合、非线性的特点,提出一种模糊比例积分(PI)控制和最优跟踪控制相结合的DSTATCOM电压控制策略。在该控制策略中,电压外环采用模糊自适应PI控制,克服了传统固定增益PI调节器参数难以整定、自适应性差的缺陷。电压外环的输出作为电流内环的指令信号。电流内环采用基于最优跟踪控制的多变量控制器设计方法,避免了有功/无功电流的耦合作用给控制器设计带来的困难。仿真和实验结果表明,所提的DSTATCOM电压控制策略性能优良、结构简单、容易实现,满足DSTATCOM电压控制的要求。     

基于预测电流控制的配电网无功补偿器研究

配电网静止无功补偿器(DSTATCOM)是用户电力技术的重要装置之一.提出基于预测电流控制的双环控制方法,利用DSTATCOM来抑制电压波动、跌落和平衡三相不对称负载.实验结果表明所设计的DSTATCOM具有良好的性能,能够有效地解决电能质量问题.     

电网故障下光伏并网低压故障穿越控制策略的研究

电网发生故障或扰动可能造成光伏并网点电压跌落,严重影响电力系统的安全运行,光伏发电站有必要具备在电压跌落范围和时间内保证不脱网运行的能力。提出一种基于无功补偿的光伏并网低压穿越控制策略。该方法在检测到电压跌落时,通过断开外部电压环路将双闭环控制模式更改为单电流环路操作模式,采用改进后的无功补偿控制策略防止逆变器产生过电流,为电网电压提供无功补偿,较好实现不脱网运行。最后利用Matlab / Simulink软件比较和分析低压穿越控制策略前后的相关参数。仿真结果表明,改进的控制策略可以有效地抑制逆变器输出电流的增加,并且能提供无功功率来支持电网电压,以在电网电压骤降期间实现低压穿越。     

采用多DSP的级联型DSTATCOM分散控制策略

针对配电网级联型静止无功补偿器(DSTATCOM),提出了采用多数字信号处理器(DSP)的分散控制策略。该控制策略采用中央控制器和单链节控制器相结合的多DSP硬件结构。中央控制器用于实现电压、电流双闭环上层控制算法,单链节控制器用于实现各链节的直流电容电压均衡控制并产生脉冲宽度调制(PWM)信号。采用这种分散控制策略,可以充分发挥中央控制器和单链节控制器的作用,大大简化控制系统的软、硬件设计。仿真和实验结果表明,采用基于分散控制策略的DSTATCOM控制系统,能够使DSTATCOM快速精准地跟踪直流电容电压和输出电流指令,输出电流总谐波畸变率(THD)小于3%,同时可获得很好的链节直流电容均压效果。     

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.     

TSC-DSTATCOM混合型动态无功补偿器及其混杂控制方法

为实现企业配电网低成本大容量连续无功补偿,抑制电压闪变,提出基于TSC(晶闸管投切并联电容器)与DSTATCOM(配电网静止无功补偿器)的混合型动态无功补偿系统。DSTATCOM连续子系统及TSC离散子系统构成的混杂控制系统,采用基于专家决策的三层混杂控制方法,协调控制TSC电容器组的分级投切及DSTATCOM的动态连续补偿,充分利用了各自的优势,引入模糊控制自动调整PI参数改善了系统动、静态性能。仿真分析及实验结果表明了该补偿器的优越性及所提控制方法的有效性。     

DSTATCOM直流侧电压滑模控制研究

直流侧电容电压的稳定很大程度上决定了应用于配电网的静止同步补偿器(DSTATCOM)电流发生能力,针对传统对直流侧电压控制方法的不足,提出一种新型滑模变结构控制规律。对DSTATCOM指令电流运算和电流跟踪控制两个重要部分进行了详细说明,合理选用电气器件并设计了一台10 kVA的DSTATCOM样机,实验结果表明这里提出的一种具有饱和特性的滑模控制可有效减小采用一般滑模控制产生的电压抖振现象,并显著减少了DSTATCOM补偿后系统电流毛刺情况,验证了该控制规律的合理性与有效性。     

含DSTATCOM和分布式电源配电网的无功电压协调控制

提出一种基于斜率调节的配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)群的协调控制方法,用于解决同一区域内多个分布式电源的无功电压协调控制问题。建立计及网架参数条件下,无功电压与分布式电源输出有功电流及斜率调节下DSTATCOM输出无功电流之间的关系,并根据装置的最大无功容量整定各个DSTATCOM的调节斜率,合理分配各个装置的无功输出,将已整定的斜率以及线路的电抗之和作为无功电流的比例增益作为负反馈,构成DSTATCOM新的电压参考值,建立基于斜率调节的DSTATCOM群协调控制策略。针对一个含有双分布式电源和DSTATCOM的配电网系统进行仿真,仿真结果表明:该整定斜率调节下能够进行协调各DSTATCOM无功动态行为,不需要控制器间实时通信实现装置无功出力且能够按比例分配并稳定系统电压。     

基于预测电流控制的配电网无功补偿器

配电网静止无功补偿器(DSTATCOM)是用户电力技术的重要装置之一。DSTATCOM采用预测电流控制的双环控制方法和三电平逆变器的主电路设计。通过试验表明,该装置具有运算速度快、精度高等优点,能够实时、准确、连续快速地对无功进行补偿,可大幅度地抑制电压波动、电压偏差、电压跌落,改善配电网的电能质量,有着广阔的市场前景。     

四桥臂电压质量调节器及其在微电网中的应用

低压配电网电压跌落、骤升、不平衡、谐波等扰动影响微电网的正常并网运行,为抑制以上配电网电压扰动影响,采用具有综合补偿电压扰动能力的四桥臂电压质量调节器（VQR）。针对VQR的补偿目标,采用一种基于新型谐振PVPI控制器的电压电流双环控制策略,通过提取跌落后电压基波正序分量,将输出补偿量分为跌落（或骤升）补偿部分和用于抵消负序、零序及谐波电压分量部分,利用PVPI控制实现对两部分补偿指令信号的零稳态误差控制。仿真结果证明所提出的四桥臂电压质量调节器有效地补偿了配电网电压扰动的影响,提高了微电网故障穿越能力。     

配电系统大功率交流电弧炉电能质量问题及方案治理研究

根据典型参数搭建电弧炉供配电系统，采用电弧炉现场录波数据作为负荷模型，以此为平台对电弧炉运行时给系统带来的电能质量问题进行详细分析，包括负荷谐波、不平衡以及母线电压波动等。以电能质量治理为目标，综合设计补偿方案：无源电力滤波器用于滤除负荷谐波电流，降低连接母线电压的总谐波畸变(total harmonic distortion, THD)，而变压器隔离的链式DSTATCOM配合瞬时电流分相控制方法，能够分相快速对负荷相电流进行控制，补偿负荷不平PSCAD/EMTDC中构建仿真系统，对基于现场数据模型的衡、抑制母线电压波动和闪变现象的产生。在电弧炉系统和补偿方案进行研究，最后给出了仿真结果用以表明所提治理方案的有效性。     

DSTATCOM在电压凹陷抑制中的仿真研究

电压凹陷是造成供电质量下降的重要原因之一,采用加装STATCOM进行补偿可以有效地提高现代电力系统电压的稳定性.对电压凹陷进行了分析,在此基础上对DSTATCOM在电压凹陷的工况下提出了一种对补偿电流和负载电压进行分别调节的补偿控制策略,对电压敏感负载可起到有效的保护作用.仿真结果验证了该控制策略的正确性和的有效性.     

静止同步补偿器电压控制策略

为寻求性能优良、容易实现的配电静止同步补偿器(DSTATCOM)的电压控制策略,根据DSTATCOM系统中的瞬时功率平衡理论,推导出了DSTATCOM用于控制电压时的直接电压控制策略。该控制策略中无需电流检测电路,跟传统的串级控制相比较具有控制简单、响应速度快等优点;针对直接电压控制策略中控制器的控制性能受系统参数影响较大的缺陷,提出了DSTATCOM的直接电压模糊PI控制策略,使根据瞬时功率平衡的直接电压控制具有更好的控制性能;同时考虑到实际电网中的电压不平衡现象普遍存在,在DSTATCOM电压控制器中引入电网电压负序分量的前馈控制,从而有效的提高了DSTATCOM在电网电压不平衡条件下的生存能力。理论分析和仿真结果证明了所提控制方法的正确性和有效性。     

Control of fault current limiter by series‐connected voltage sag compensator

This paper describes a control scheme of fault current limiter by series voltage injection. The current limiter proposed in this study is based on the use of a SMES‐based series‐connected voltage sag compensator, which has been previously studied by the authors, for controlling fault current caused by short circuit on the load side. An algorithm for fast discriminating between power system voltage sag and load‐side short circuit is proposed for the equipment to correctly function either for voltage sag compensation or for fault current limiting purpose. Furthermore, a new control strategy based on output voltage phase control of the series compensator is proposed for current limiting with good waveform characteristics and low active power absorption. Experimental results demonstrated the validity of the proposed strategy. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 155(2): 64–72, 2006; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20128     

Hilbert–Huang Transform Based Approach for Measurement of Voltage Flicker Magnitude and Frequency

Voltage flicker is a non-stationary waveform for which direct spectral analysis is not appropriate. To overcome this difficulty, a Hilbert–Huang transform based technique is proposed here. Hilbert–Huang transform is a new signal processing method that can be used in the analysis of non-linear and non-stationary signals. In the suggested method, the recorded voltage signal is decomposed into Hilbert–Huang transform components, namely the empirical mode decomposition and intrinsic mode function components. These components are used in the calculation of the frequency and amplitude of voltage flicker. The clear success of empirical mode decomposition in depicting envelope variations of a sinusoidal waveform has been the main motivation for the adoption of Hilbert–Huang transform in flicker analysis. Simulations are performed over waveforms, including single- and multiple-flicker frequencies and flicker with harmonic, voltage sag, and voltage swell. The waveforms are selected as pure sinusoids, as well as harmonically rich voltage waveforms. Simulation results show that the proposed methodology constitutes a plausible way to analyze voltage flickers, making it an alternative to the available flicker analysis tools.     

基于DSP和新型滑模控制的DSTATCOM研究

为提高配电网静止同步补偿器(Distribution Static Synchronous Compensator,DSTATCOM)控制系统的鲁棒性和动态性能,在对DSTATCOM非线性数学模型时域分析的基础上,得出滑模控制的一般规律。为削弱滑模控制的抖振现象,提出一种新型滑模控制方法。该方法将滑模面分解为两个滑模子面,根据滑模子面的偏离程度分别采用不同的滑模控制规律,既保证了电流跟踪的快速性又削弱了抖振现象。研制了一台基于DSP的DSTATCOM样机,给出硬件原理和软件设计流程。实验结果表明,该控制方法动态响应快、鲁棒性好、能较好地抑制电流的毛刺现象,证明了该方法的正确性和可行性。