STATCOM输出滤波器结构设计及参数优化

分析了静止同步补偿器(STATCOM)LC输出滤波器的滤波特性,指出在滤波电容上串联一个小电阻能有效抑制STATCOM装置与电网发生的谐振;从无功补偿能力和瞬态电流跟踪能力两方面讨论了输出滤波器对STATCOM装置的影响,并以此为基础提出运用改进遗传算法进行输出滤波器参数的优化设计,将各优化目标对装置的影响程度考虑到适应度函数中.仿真结果表明,与根据经验设计的参数相比,采用本文所提出的设计方法,能更好地满足系统无功补偿的要求.     

交流斩波型无功补偿器的输入滤波器设计

为了使交流斩波型无功补偿器输出正弦的无功补偿电流,针对交流斩波器谐波次数较高的特点,采用二阶LC滤波器达到滤除高次谐波的目的。提出1种交流斩波电路输入滤波器的改进设计方法,根据系统的无功功率补偿等级,确定电容器参数,从无功补偿能力和补偿电流THD 2个角度,设计电感参数,与通过LC滤波器截止频率确定的补偿范围取交集限定LC参数,使滤波器兼顾无功补偿和滤除高频谐波的能力。仿真和实验结果验证了该优化方法的可行性和有效性。     

APF输出滤波器的改进与优化设计

通过理论和仿真研究分析了LC型输出滤波器滤除高次谐波存在的不足,提出在LC型输出滤波器中串联一个小电阻的改进方法,改进后的输出滤波器能使混合型有源电力滤波(Hybrid Active Power Filter,简称HAPF)具有更好的性能.在此基础上,综合考虑滤波器的输出能力、滤波效果和动态性能,提出运用改进遗传算法设计输出滤波器,并对设计的实例进行实验.实验结果表明,采用改进遗传算法设计的输出滤波器使HAPF具有更好的整体性能.     

谐波与无功电流解耦及复合双向补偿的研究

提出了一种谐波与无功电流解耦及复合双向补偿的控制策略,即该控制策略既能单独补偿谐波电流或无功电流,使装置运行在有源电力滤波器(Active Power Filter,简称APF)模式或静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,简称STATCOM)模式,又能同时复合补偿谐波和无功电流,使装置运行在APF和STATCOM复合工作的模式.以实验室的复合电流质量调节装置低压实验样机为平台进行了实验分析,结果证明所提出的控制策略是有效可行的.     

500kV东莞变电站±200MVA静止同步补偿器的控制功能试验对比研究

为了验证静止同步补偿器(STATCOM)对电网电压的有效支撑作用,针对500kV东莞变电站±200MVA STATCOM工程项目,通过PSCAD软件仿真和现场试验对STATCOM装置的定电压控制、恒无功控制、与站内原有固定补偿器的协调控制这3项主要控制功能进行了功能试验对比研究。研究表明,STATCOM实际输出的无功电流能快速跟踪控制目标电流的变化,且PSCAD仿真与现场试验结果一致。因此证明了PSCAD模型贴近实际装置,且STATCOM的控制功能设计合理,能够对系统无功变化作出快速响应,能有效实现电压支撑作用,提高电网的输电能力,保证电网的安全稳定运行。     

配电网STATCOM输出LCL滤波器特性分析及参数设计

配电网STATCOM(D-STATCOM)输出滤波器参数的选择影响到开关谐波的滤除和系统的工作性能。本文主要从电感基波压降、STATCOM无功调节能力、开关谐波电流衰减度、滤波器谐振频率等方面分析了LCL滤波器的特性,提出基于这些条件的滤波器参数设计方法。另外,本文在滤波器阻尼电阻上并联一个小电感,大大减小了滤波器的功率损耗。通过仿真验证,表明所设计LCL滤波器参数具有很好的滤波效果,同时滤波器具有较大的通带宽度,使得D-STATCOM具有一定的谐波补偿能力。     

含LCL滤波器的静止同步补偿器改进控制方法

在含有LCL滤波器的静止同步补偿器(STATCOM)中,传统以逆变器侧电流直接反馈控制的策略没有考虑滤波电容支路上电流的影响,造成STATCOM无功补偿能力下降。文中提出了由STATCOM逆变器侧电流估算其注入电网电流的方法,并将计算得到的STATCOM注入电网电流与指令电流进行比较控制,以减小电容支路电流的影响,从而提高了STATCOM的无功补偿能力,分析了该控制方法的稳定性,并进行了仿真研究。仿真结果验证了所提方法的正确性与优越性。     

LC耦合式级联STATCOM及其控制策略

不同于常规电感滤波式的静止同步补偿器(STATCOM),LC耦合式级联STATCOM(LC-STATCOM)输出滤波器采用电感和电容串联结构,在容性无功补偿、运行效率等方面更具优势。分析了LC-STATCOM的工作原理和运行性能,并建立离散状态方程。针对LC串联存在谐振的问题,提出了适用于LC-STATCOM的状态反馈控制,可以有效地增大谐振阻尼,改善系统基频增益,提高电流控制性能;基于所推导的离散状态方程,构建了输出电容电压状态观测器,利用电压观测值进行状态反馈可以省去电容电压传感器,降低成本。     

储能型STATCOM的优化电压支撑控制策略

针对高压直流输电系统受端换流站发生接地故障时暂态电压失稳问题,提出一种综合故障检测与有功无功输出的储能型链式静止同步补偿器(static synchronous compensator, STATCOM)控制策略。储能型STATCOM具有功率四象限运行能力,通过协调装置输出的有功、无功功率可以优化电压支撑效果。首先,改进了故障检测方法,采用双重检测快速判断故障起止时刻。其次,在故障期间控制储能型STATCOM输出一定量的有功功率,可以有效抑制受端连续换相失败,抬升交流电压最低值。同时,对无功功率进行控制切换,避免故障清除后无功回撤不及时导致的受端暂态过电压问题。在PSCAD/EMTDC仿真平台的CIGRE标准系统中对所提电压支撑控制策略与储能型STATCOM常规控制进行对比。结果表明,在不同故障场景中,所提控制策略均能达到更好地电压支撑的效果。     

一种改进的i_p-i_q无功电流检测方法及其应用

静止无功补偿器(STATCOM)是一种广泛应用的动态无功补偿装置,其指令电流检测一般采用i_p-i_q运算方式。但是,传统的i_p-i_q运算方式直接把负载电流无功分量作为STATCOM输出无功电流指令值,这就要求STATCOM的安装位置必须与负载电流检测点一致,限制了STATCOM位置的灵活选择。针对此问题,提出了一种基于瞬时功率平衡原理的改进的ip-iq无功电流检测方法,该方法引入了检测点与补偿点两处的电压相位信息,使得STATCOM补偿点的位置不再受负载电流检测点的限制。将改进的ip-iq电流检测方法应用到跨变压器STATCOM系统中,仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

电气化铁路电流平衡补偿输出滤波器改进及参数优化

为了提高电气化铁道电流平衡补偿装置的补偿性能,研究了常用输出滤波器的性能及改进优化方法.分析r常用LC输出滤波器的幅频和相频特性,并对比了LC(常K型滤波器)、RLC、M型和LCL输出滤波器的幅频特性,提出了在常用LC输出滤波器的滤波电容上串联电阻和电感的并联支路,它既能抑制电流平衡补偿装置与电网发生谐振,又能减小电阻...     

基于滤波电容电流补偿的并网逆变器控制

在并网逆变器中,LC滤波器因容易控制和具有良好的高频衰减特性而应用广泛。分析了输出滤波电容对采用LC滤波的并网逆变器并网电流幅值、相位和低次谐波的影响,提出一种采用滤波电容电流补偿和电网电压前馈的数字PI控制策略,给出了离散时间域下控制器参数的设计方法,并从电网谐波阻抗角度分析了控制器抑制电网电压扰动的能力。理论分析和实验证明,该方案能有效降低并网电流的谐波畸变率(THD),提高并网逆变器输出电能质量。     

基于混合级联逆变器的静止同步补偿器的实现

提出了将2H桥-3H桥混合级联多电平逆变器作为静止同步补偿器(STATCOM)的主电路拓扑结构,分析了其工作原理。针对无功功率补偿,研究了2H桥-3H桥混合级联多电平逆变器的阶梯波EPWM控制方法,以较低的开关频率实现了质量较高的波形输出。在理论研究的基础上,对混合级联STATCOM的软、硬件进行了设计和样机实验。实验结果表明,2H桥-3H桥混合级联STATCOM成功实现了无功补偿,具有装置成本低、输出波形质量好以及开关频率低的特点。     

采用主从型逆变器结构的静态同步补偿器

针对6kV中压电网三相平衡负载的无功功率补偿，结合二极管箝位多电平逆变器和H桥级联多电平逆变器的特点，提出了一种能够直接并入电网的新型主从式逆变器结构：主逆变器采用二极管箝位三电平逆变器，从逆变器采用3个H桥(即全桥)逆变器。主逆变器和H桥逆变器采用级联的形式连接，构成一个五电平的混联逆变器。H桥逆变器负责产生一个方波电压，构成输出正弦电压的基本成分；主逆变器产生输出电压的补偿部分并负责消除低次谐波。最后通过仿真结果证明了所提出的这种主从型逆变器STATCOM结构在消除谐波方面的优越性。     

链式STATCOM并网LCL滤波器参数的优化设计

分析了级联H桥变流器拓扑下STATCOM的LCL滤波数学模型,研究LCL滤波参数对STATCOM系统的稳定性、滤波特性、补偿效果和阻尼损耗的影响,提出一种链式STATCOM输出LCL滤波器电感比线性优化的新方法。在降低系统阻尼损耗的同时,对LCL参数进行优化设计和选择,使得STATCOM系统输出特性满足设计要求。最后,通过搭建电压10 kV、容量6 Mvar链式STATCOM的试验样机,验证了该方法的可行性和优越性。     

基于单相STATCOM的不平衡负荷平衡化补偿的仿真研究

单相STATCOM由于具有输出无功电流谐波含量低、响应速度快等优点而适合于不平衡负荷的平衡化补偿。文中给出了采用单相STATCOM实现平衡化补偿的两种主电路结构及电压-无功综合控制方法。三相补偿电流相量采用对称分量法通过矢量变换获得，单相无功功率采用单相瞬时无功功率算法得到，单相逆变器采用特定谐波消除PWM算法(SHE-PWM)，以保证输出无功电流的谐波总畸变率小于5％，同时保证直流侧电容电压的稳定。对所给出的补偿方法进行了仿真研究，结果验证了单相STATCOM进行快速平衡化补偿的能力比较强。     

井下1140V链式静止同步补偿器系统的设计研究

基于链节H桥单元模块,将多电平调制技术应用于链式静止同步补偿器（ STATCOM ）系统中,并对H桥模块关键参数进行分析与设计。同时,结合反馈解耦控制理论与APF控制技术,研究一种适合于煤矿井下无功和谐波综合电流质量补偿系统,对井下电网电能质量进行优化。最后,搭建1140V 链式STATCOM试验平台,实验证明STATCOM装置能够实现无功和谐波的综合补偿,补偿效果较好。