基于灰色预测的静止同步补偿器控制

针对模型参数变化和噪声干扰的静止同步补偿器(STATCOM)单机无穷大系统,提出了一种基于灰色预测的无功电流控制。运用GM(1,1)模型预测下一时刻的无功电流,并根据STATCOM非线性数学模型建立了系统无功补偿电流的控制模型。从而将无功电流灰色预测控制补偿到PID控制中,利用来色系统理论进行预报,具有不必完全知道被控对象结构、参数和特性的优点,这对于像STATCOM这样大型非线性系统的预测控制实现非常有利。仿真结果表明,该方法比传统的PID控制具有更强的跟踪能力和鲁棒性。     

STATCOM无功电流的灰色预测控制

针对模型参数变化和噪声干扰的静止同步补偿器(STATCOM)单机无穷大系统,提出了一种基于灰色预测的无功电流控制.运用GM(1,1)模型预测下一时刻的无功电流,并根据STATCOM非线性数学模型建立了系统无功补偿电流的控制模型.从而将无功电流灰色预测控制补偿到PID控制中,利用来色系统理论进行预报,具有不必完全知道被控对象结构、参数和特性的优点,这对于像STATCOM这样大型非线性系统的预测控制实现非常有利.仿真结果表明,该方法比传统的PID控制具有更强的跟踪能力和鲁棒性.     

STATCOM与发电机励磁非线性控制器设计

提出了一种有利于进行控制设计的STATCOM模型.采用直接反馈线性化、零动态原理,设计了STATCOM无功电流与发电机励磁非线性控制器,该控制可以同时满足发电机励磁与STATCOM装设处电压的稳定性.对单机-无穷大系统进行了数字仿真,结果表明该控制器具有很好的实用效果和优越性.     

基于自抗扰控制器的级联多电平静态同步补偿器控制系统

级联多电平静态同步补偿器(STATCOM)是强耦合非线性系统，采用传统PID控制和现代控制理论难以得到满意的控制效果。为了提高系统的动态性能和鲁棒性，文中根据自抗扰控制器(ADRC)的原理提出了级联多电平STATCOM的自抗扰控制方案。自抗扰控制器的设计不需要精确的STATCOM参数和数学模型，它内部的扩张状态观测器可以估计出系统内扰(包括模型的不确定项和耦合项)和外扰的实时作用并给予补偿，从而实现无功电流和有功电流的解耦自抗扰控制。仿真和试验结果表明，自抗扰控制器对系统模型的不确定性和外扰具有较强的适应性和鲁棒性，控制系统具有优良的动态性能。     

基于反馈线性化STATCOM控制系统仿真研究

静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)具有非线性、强耦合的特点。针对该设备传统线性控制理论的设计方法难以实现,因此首先分析了系统数学模型,利用反馈线性化方法将STATCOM进行有功电流和无功电流解耦。再根据线性控制理论对线性系统设计控制器,线性系统输入的有功电流给定值由直流侧电压外环产生,无功电流给定值由电网无功功率外环产生。由此可实现对STATCOM直流侧电压与电网侧无功功率进行控制。对比了接入STATCOM装置前后对系统无功功率补偿效果;以及负荷无功发生变化时,无功补偿装置无功控制效果。仿真结果表明,所设计的控制系统对电网无功功率的控制效果比较理想,能够保证负荷消耗无功由无功补偿装置提供。     

基于逆系统方法有功-无功解耦PWM控制的链式STATCOM动态控制策略研究

大容量链式静止同步补偿器(链式STATCOM)具有独特的优点,但也存在无功动态响应时间常数大的劣势.该文结合国家电网公司攻关项目--上海西郊变±50Mvar链式STATCOM的研制,重点研究了正常工况下链式STATCOM的快速闭环无功控制方法.建立了链式STATCOM的有功-无功暂态模型,通过引入多变量非线性控制逆系统方法,设计了基于逆系统方法和有功-无功解耦的非线性动态无功控制策略.在一台链式STATCOM物理样机上实现该动态控制策略,实验结果表明所提的无功闭环控制方法具有优良的动态性能,使链式STATCOM的闭环无功响应时间减小至10ms以内.     

基于反馈解耦控制的链式STATCOM研究

链式STATCOM在高压大容量无功补偿中具有良好的应用前景,控制策略的选取将直接决定STATCOM设备能否快速、准确地响应电力系统无功功率的变化。分析了链式STATCOM的工作原理和数学模型,通过PARK坐标变换,将三相交流量转变为两相直流量,以此建立了链式STATCOM的有功_无功状态反馈解耦控制模型。针对此模型,利用PI控制,实现了有功电流和无功电流的解耦和线性化控制;并运用单极倍频CPS-SPWM调制技术,使级联H桥STATCOM系统能够在较低的开关频率下实现较好的补偿效果,系统动态响应迅速,稳态无静差。通过仿真分析,验证了该控制策略在H桥级联型STATCOM系统中应用的可行性。     

静止无功发生器无功电流的滑模变结构控制

为提高静止无功发生器(ASVG)的控制效果,针对ASVG无功电流内环控制系统,提出了一种无功电流滑模变结构控制方法。根据ASVG的装置级非线性数学模型,建立了系统无功补偿电流的控制模型,采用反馈线性化方法将系统线性化。在此基础上,应用极点配置法设计出滑动模态超平面,并在考虑外界扰动条件下完成了变结构控制规律的设计。数字仿真结果表明,设计的无功电流滑模变结构控制器较传统的PID控制器在无功电流的追踪能力上具有更快的响应速度,对系统摄动和外加干扰具有较强的鲁棒性。     

基于灰色系统理论的有源滤波器的预测控制

为了有效地补偿非线性负载中的谐波电流，必须对谐波电流进行准确的跟踪和预报。有文献报道根据预报值进行谐波补偿是一种较为有效的方法。利用灰色系统理论进行预报具有不需要完全知道受控系统的结构、参数和特性的优点，这对于像有源滤波器（APF）这样的大型非线性系统的预测控制的实现来说非常有利。利用灰色系统理论的GM（1,1）模型建立灰色预测模型，提出了一种两步预测的无时延预测控制，并将其用于APF谐波补偿控制装置。仿真结果表明该方法具有简单、有效的特点。     

基于灰色模型的多电平逆变器的预测控制

建立多电平逆变器闭环控制的非线性动态行为模型,使用灰色系统理论的灰色模型GM(1,1)建模方法,对多电平逆变器输出信号测量值在线新陈代谢灰色滤波及单步预测,与逆变器的输入给定信号综合得到控制误差,实现多电平逆变器的PID预测控制。仿真与实验结果表明,基于灰色系统模型的多电平逆变器预测控制具有算法容易实现,鲁棒性好等特点,提高了系统的控制品质。     

Voltage regulation with STATCOMs: modeling, control and results

This paper presents system modeling and control design for fast load voltage regulation using static compensators (STATCOMs). The modeling strategy gives a clear representation of load voltage magnitude and STATCOM reactive current on an instantaneous basis. The particular coordinate transformation employed here also facilitates extraction of linearized system dynamics in conjunction with circuit simulators. It is rigorously shown that the control problem of load voltage regulation using reactive current is nonminimum phase. Linear and nonlinear controllers for the regulation problem are designed and compared via simulation results. Internal dynamics of the STATCOM are modeled using the same strategy. Lyapunov based adaptive controllers are designed for controlling the STATCOM reactive current while maintaining its dc bus voltage. Simulation results of the controlled STATCOM integrated with the load bus voltage controller are presented to show efficacy of the modeling and control design.     

基于神经网络逆系统方法的链式STATCOM线性化解耦控制

针对链式STATCOM补偿负载无功电流以及稳定电网电压的控制问题,建立了链式STATCOM动态数学模型,得出了双变量δ、M(移相角与调制比)和电流的关系式,提出了一种基于神经网络逆系统控制方法,通过对该链式STATCOM系统可逆的验证、神经网络的构建以及控制系统的设计,实现了链式STATCOM输出的有功-无功电流的线性化解耦控制。仿真结果表明,在感性负载与容性负载进行切换以时,该控制策略取得了良好的动态效果以及稳态效果,使得装置具有较好的抗参数变化、抗负载扰动性能,从而验证了该控制策略的有效性及可行性。     

静止同步无功补偿技术在工矿企业供配电系统中应用的可行性分析

介绍了工矿企业供配电系统的特点、静止无功发生器STATCOM的工作原理、基于瞬时无功功率理论的id--i。无功电流检测、七电平正弦逆变电压的生成和电流直接控制方法,利用Matlab／Simulink建立了基波无功功率的检测系统和三级联的STATCOM仿真模型。通过理论分析与仿真结果进行对比,验证了设计方案的可行性和有效性,而且,所涉及的方案能够满足无功功率补偿的实时动态快速补偿的要求。     

直流融冰及无功功率补偿系统研究

为进一步提升融冰装置性能,研究了兼备STATCOM动态无功功率补偿以及线路直流融冰功能的系统。该系统采用双链式STATCOM拓扑结构,采用动态无功电流跟踪技术以及中性点偏移的控制方式,实现动态无功功率支撑与线路直流融冰等双重功能。首先介绍了该直流融冰系统的结构,并详细研究了系统控制策略,根据系统应用的不同功能对其输出功率进行分析,同时搭建了基于EMTDC/PSCAD仿真模型对控制策略进行验证。最后,以12 MW直流融冰兼STATCOM系统为例制作了样机进行实验,论证了系统设计的可行性。     

负荷补偿用静止同步补偿器控制方法的研究

针对低压配电系统或工业负荷的特点,提出一种适用于小功率静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)装置的基于电流直接控制的控制方案,并用MATLAB软件进行了仿真验证。实验采用基于DSP控制的实验平台,设计了50 kvar STATCOM实验系统。将仿真结果和实验结果对比,证明设计的可行性。通过对STATCOM进行的基波无功补偿实验和谐波与基波无功的全补偿实验,证明STATCOM的良好的无功补偿性能。     

用于风电场无功补偿的STATCOM动态特性分析

建立了包含风力机和异步感应发电机在内的风电机组的整体动态数学模型;以建立的数学模型为基础确立了接入无穷大系统的风电场仿真模型。给出了一种新型的基于直流侧电容电压控制和系统无功电流反馈控制的算法对静止无功补偿器(STATCOM)实行控制,以渐变、随机和阵风这3种风速情况为例对STATCOM的补偿特性进行了仿真分析,并将其补偿效果与晶闸管投切电容器(TSC)进行了比较。仿真结果表明,与TSC相比,STATCOM在补偿过程中能迅速稳定地跟踪无功的变化,并且补偿时无明显的冲击电压和电流。     

电网不平衡条件下STATCOM的非线性控制

在电网电压不平衡条件下,以网侧各相单位功率因数为补偿控制目标,提出了基于虚拟导纳的静止同步补偿器(STATCOM)无源控制方法,可保证输电线路有功损耗最小。在dq同步旋转坐标系下,建立了不平衡条件下STATCOM的数学模型,构造出相互独立的正负序双电流环系统,以便于控制系统设计。基于无源性理论,利用能量成形和阻尼注入方法,分别对正负序电流环设计了控制器。给出了STATCOM直流侧电压与虚拟导纳的数学关系式,阐明了虚拟导纳电流控制的合理性和可行性,并设计了直流电压外环比例积分控制器。仿真实验结果表明,所提控制策略可实现电网电压不平衡条件下STATCOM对无功负荷的快速补偿,同时可保证网侧各相均实现单位功率因数控制。     

基于三相电压型逆变器STATCOM的研究

介绍了静止同步补偿器（STATCOM）的分类与工作原理并建立了三相坐标系和同步旋转坐标系下STATCOM的非线性数学模型;采用非线性变换和反馈线性化理论,设计了STATCOM的状态反馈解耦控制器,以实现有功电流和无功电流的解耦。