直挂式级联SVG的控制系统设计与模型仿真

在分析静止无功发生器(SVG)装置工作原理的基础上,采用同步旋转d,q坐标系的数学变换矩阵和低通滤波器(LPF)实现了无功、谐波电流的检测,基于无功电流与谐波电流单独控制的思想给出了直挂式SVG装置无功和谐波补偿的控制系统设计方案,并采用载波移相正弦脉宽调制(SPWM)方式产生模块单元的控制脉冲。给出了直挂式SVG装置控制系统的硬件平台设计,详细介绍了核心控制器DSP和FPGA的设计与实现。最后,在Simulink中搭建了仿真模型并通过实际的低压SVG装置测试平台对整个控制系统设计方案进行验证,结果表明:该控制方案能实现对无功、谐波的综合补偿,补偿效果好,且具有良好的动态性能。     

考虑负序补偿的角型链式SVG指令电流提取方法

角型链式静止无功发生器(static var generator,SVG)理论上能够进行负序、无功和谐波电流的综合补偿。针对角型补偿器指令电流提取的难题,通过对补偿电路相量图进行几何分析,根据瞬时无功功率理论,推导出dq/Δ变换矩阵。三相电流瞬时值经 abc/dq 变换、滤波,得到两相旋转坐标系下的负序有功电流分量和负序无功电流分量;再经 dq/Δ变换矩阵,可得到角型链式SVG负序补偿所需的相电流指令信号。该变换矩阵可应用于负序补偿系统,也可应用于负序、无功和谐波电流综合补偿系统。所提指令电流提取方法物理意义清晰,算法简单;采用电流瞬时值进行运算,负荷变化时,可实时更新指令电流,动态调节速度快。最后,通过PSIM仿真验证了所提方法的正确性。     

中高压链式SVG控制策略

为使静止无功发生器(static var generator,SVG)具备无功、谐波及不对称电流的综合补偿能力,对中高压链式SVG的控制策略进行了研究。基于选择性谐波补偿策略提出了利用同步旋转坐标变换及离散傅里叶变换(discrete fouries transform,DFT)相结合的SVG指令电流检测方法,应用载波层叠脉宽调制(pulse width modulation,PWM)实现指令电流跟踪控制,针对载波层叠PWM方法采用基于逆变桥自身能量平衡原理的软件方法实现直流侧电容电压均衡控制。该控制策略方法简便,运算量较小,便于工程实现,仿真和实验验证证明了其有效性。     

一种单相级联型SVG的改进电流控制方法

单相级联型静止无功发生器(SVG)作为一种理想的动态无功补偿装置,快速的电流跟踪速度及直流侧电压平衡是其控制的难点。提出了单相级联型SVG的整体控制策略,针对传统单相电流跟踪控制存在的不足,改进传统电流内环解耦方法中的电流延时构造方法,两相静止坐标系中卢轴电流分量直接由与实际电路等效的虚拟卢轴闭环控制得到,在d,q旋转坐标系下采用PI控制即可实现无功电流指令的快速无静差跟踪,提高了系统的动态响应速度;采用电压排序的直流侧电压平衡控制方法,保证了级联型SVG正常工作模式下各模块间的直流侧电压平衡。搭建了仿真平台及实验样机,仿真和实验结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。     

基于近似动态规划的静止无功发生器电压控制

分析了静止无功发生器（SVG）的工作原理和PWM控制策略。针对SVG的无功电压调节动态响应问题,提出了一种基于近似动态规划的无功电压控制器,包含评价网络和执行网络。仿真结果表明：该控制器能够根据电压偏差量产生相应的额外电压指令信号,加快SVG的无功功率产生速度,从而改善了动态响应品质,验证了所提方法的有效性。     

静止无功补偿发生器在变电站的运行分析

静止无功补偿发生器(SVG)既可以动态补偿无功,又可补偿谐波电流,改善电能质量,是变电站谐波污染治理的理想选择。根据对实际投运情况的分析,探讨了SVG与其他无功补偿和谐波滤波装置的组合方式。     

基于SVPWM的静止无功发生器控制策略研究

考虑到实现和控制的经济实用性,针对低压配电网中静止无功发生器(SVG)的运行控制问题,提出了一种改进式控制策略,该控制策略有恒无功、恒电压两种控制方式,能满足不同用户、不同地区的功率补偿需求。其中,恒无功模式下的外环控制通过简单计算直接解耦q轴电流,避免了比例积分(PI)调节。通过在PSCAD/EMTDC中搭建的SVG系统仿真模型,对所提出的控制策略进行了仿真验证,并提供了大量的实验和仿真数据,仿真结果表明:依据该控制策略设计的SVG系统响应速度快,直流电压稳定性好,动态补偿性能优,同时实现简单,因而具有一定的实用推广价值。     

用于低压领域的单相SVG控制系统与电路设计

针对静止无功发生器(Static Var Generator,简称SVG)在低压领域动态无功补偿中的应用,提出了一种适合单相桥式电压源型SVG的无功电流控制策略。介绍了基于这种控制策略的控制系统设计及电路实现方法,并通过实验验证了这种控制策略和控制系统以及电路设计的有效性和实用性。所设计的控制系统全部采用硬件电路来实现,电路具有简单、可靠、抗干扰能力强、实用及成本低廉的特点。     

带谐波抑制的新型异步电机无功补偿控制策略

针对由电容器和静态无功发生器组合而成的异步电机无功补偿装置仍然存在的谐波放大的问题,研究了相应的控制策略。首先,研究了基于多个二阶广义积分器的负载谐波电流准确提取算法;其次,在传统的d轴电网电压定向矢量控制的基础上,加入谐振控制器来控制脉宽调制并网变换器向电网输出的谐波电流,从而实现对电网谐波电流的抑制。构建系统的仿真模型,进行了仿真研究,仿真结果验证了谐波提取方法和控制策略的有效性。     

基于直接电流控制的静止无功发生器研究

介绍了采用电压外环、电流内环结构的静止无功发生器（SVG）直接电流控制策略,通过状态反馈解耦算法实现了有功和无功电流的独立控制,并采用白适应滤波算法来检测频繁波动的SVG直流侧电压直流分量,提高了SVG的控制精度。基于实时数字仿真（RTDS）平台的试验结果验证了直接电流控制策略响应快、精度高的特点。     

电力系统谐波、负序与无功电流复合补偿策略的研究

基于瞬时无功功率理论,提出了一种适用于三相三线制和三相四线制电力系统谐波、负序以及无功电流的复合补偿策略。数值仿真结果表明,该复合补偿策略的投入使用,可使电力系统综合补偿装置运行在有源电力滤波器和静止无功发生器功能相结合的复合工作模式,从而实现具有不对称非线性负载的电力系统的谐波抑制、无功补偿以及负载不平衡抑制等综合控制任务。     

光伏并网与有源滤波的统一控制策略研究

将光伏并网与有源滤波相结合的统一控制策略可解决光伏发电系统在光照不足时设备利用率低、有源滤波器功能单一、成本高等问题。但传统的最大功率跟踪控制扰动观测法通过施加扰动量寻找最大功率点,会使光伏模块的输出电流持续振荡,严重影响谐波补偿电流从检测到输出的精度。与传统方法不同,在光伏并网与有源滤波相结合的控制策略中改进分段式变步长电导增量法,消除光伏电池输出电流振荡,并加强特定奇次谐波补偿,改进系统工作模式及判据,进而提高电能质量。通过MATLAB/SIMULINK对所提控制策略在环境和负载持续切换的条件下进行对比仿真验证,仿真结果体现了该改进控制策略的有效性。     

三电平结构SVG输出电流谐波分析及滤波器设计

研究三电平静止无功发生器主电路结构与调制方法。对三电平SVG输出电流谐波与纹波电流进行分析并利用双重傅里叶变换推导出三电平SVG输出电流公式并计算输出电流纹波。通过对输出电流纹波的计算,可以知道在达到相同电流纹波要求的情况下,三电平SVG输出滤波器逆变器侧电感值仅需要二电平时的2/3。在此基础上根据装置无功补偿能力、谐波抑制要求以及三电平SVG输出电流特点提出一种三电平SVG输出滤波器设计方法,使其在满足无功补偿能力的前提下,采用较小的电感实现较好的滤波效果。最后通过仿真与实验证明提出的设计方法的可行性。     

新型单相低谐波饱和式可控电抗器

提出了一种新型的单相饱和式可控电抗器拓扑,将可控电抗器的控制绕组和辅助消谐绕组有机地统一起来。新的拓扑结构将控制绕组通过一个半桥控制电路和一个电压型的逆变器连接到和主绕组紧密耦合的辅助消谐绕组。消谐绕组在抑制谐波的同时担负从系统传递能量给控制绕组的功能。针对单相应用条件下,基于新的拓扑结构,利用能量平衡原理,检测系统侧的电流,在控制可控电抗器的等值电抗的同时,通过逆变器的输出电流,使可控电抗器在不同的工作状态下所产生的谐波得到补偿,从而使单相饱和式可控电抗器的谐波水平大为降低。仿真结果验证了新型拓扑结构的有效性和可行性。     

基于限功率运行的DFIG与SVG协调电压控制策略

双馈感应电机(doubly-fed induction generator,DFIG)具有变速恒频的运行特点,已成为目前的主流发电机。双馈风机能够发出和吸收无功,对风机并网点(point of common coupling, PCC)电压起到支撑作用。在分析DFIG等效电路基础上,根据DFIG定子侧输出的有功与无功关系,提出一种限功率运行条件下DFIG与静止无功发生器(static var generator,SVG)的电压协调控制策略。正常情况下DFIG工作在最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)模式,SVG控制PCC电压在合理范围内;PCC电压越限时,DFIG进入限功率运行模式,DFIG与SVG协调控制PCC电压且优先考虑DFIG的无功调压能力。最后,基于DFIG并网的仿真模型,验证了所提出的电压协调控制策略的有效性和可行性。     

多功能并网变换器容量优化控制策略

随着"双高"电力系统的发展,并网环境呈现薄弱、复杂态势.电网阻抗的存在使得并网点容易受谐波干扰及无功功率波动的影响,恶化并网电能质量,影响并网变换器友好并网,仅以有功功率为传输目标的传统并网变换器已难以适应上述工况.基于现状提出一种具有谐波抑制功能的光伏逆变器控制策略.指令电流由谐波检测环节和直流侧稳压控制环节组成,根...     

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。     

改善微网电能质量的有源电能质量调节器研究

提出在微网交流母线和低压配网公共连接点之间并入有源电能质量调节器,可改善微网电能质量,减小微网接入对低压配网电能质量的影响.提出了基于瞬时无功理论的同步锁相方法,准确分解出公共连接点电压基波正序分量,进而求得其相位.由补偿电流控制策略计算得到参考电流,控制有源电能质量调节器实时向微网补偿谐波电流和无功电流,即使在三相负载不平衡时,使公共连接点三相电流平衡且为正弦波,从而平衡公共耦合点的三相电压.Matlab/Simulink 仿真结果证明了所提同步锁相方法和补偿电流控制策略的有效性     

不对称电压暂降下最大功率输出的MMC协调控制策略

针对柔性直流输电系统交流侧不对称电压暂降下,模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）运行时出现的功率波动、三相电流不平衡等问题,提出了不对称电压暂降下最大功率输出的MMC协调控制策略。该策略根据不对称电压暂降下MMC系统运行特性随调节参数的变化规律,以抑制有功功率波动与输出三相平衡电流的协调控制为目标,构建了线性加权解析式确定调节参数,在保证MMC输出电流峰值在最大限制范围内时,输出最大有功功率。该策略既拓展了有功功率输出能力,又提升了系统的整体控制保护性能。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。     

一种新型有源电力滤波器双滞环电流控制策略

有源电力滤波器APF(active power filter)是一种动态抑制谐波、补偿无功的电力电子装置,能够对不同大小和频率的谐波进行快速实时跟踪补偿,有效降低电力系统的谐波含量。但APF长期处于高频通断的工作状态,造成较高的功率损耗和故障率,降低了经济性和工作可靠性。针对高功损和高故障率的问题,分析传统滞环电流控制策略的不足,提出一种新型滞环电流控制策略,合理控制APF开关器件的通断,进而降低开关频率,同时提升谐波补偿效果,使APF工作可靠性和谐波补偿性能提高。最后仿真和实验结果验证了该控制策略的可行性与有效性。