SSSC链式单元控制器及阀基电子的研制

介绍了500kvar/10kV静止同步串联补偿器(SSSC)工业样机的光电触发与监测系统,根据SSSC的运行特性,分析高电位电路的取能方式,研制IGBT的驱动电路,构建单元控制器。基于载波移相PWM方式,研究SSSC的驱动脉冲生成方式,设计SSSC调制板。实验证明系统设计合理、可靠。     

链式STATCOM电容电压不平衡现象研究:(一）仿真和试验

由于链式静止同步补偿器(STATCOM)直流电容器各自独立，如何使这些电容器上的电压保持一致，是装置安全可靠运行需要解决的关键问题。而电容电压不平衡机理的研究则是制定电压平衡控制策略的基础。文中通过数字仿真和物理模型试验进行相互比较，研究了各种因素对电容电压分配的影响，指出开关脉冲延时不同、混合型损耗差异以及并联型损耗差异是造成电容电压不平衡的主要原因。其研究结果对于建立链式STATCOM数学模型，从而定量分析电容电压的不平衡程度，进而制定合理的平衡控制策略具有重要意义．     

高压大容量链式STATCOM高效闭环实时仿真

此处提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的高压大容量链式静止同步补偿器(STATCOM)高效实时闭环仿真试验系统,STATCOM功率阀组模型由实时数字仿真系统(RTDS)DSP机柜与GTFPGA硬件单元并行处理,STATCOM阀控装置与RTDS系统通过高速光纤接口交互功率阀组模型实时仿真信号.仿真系统运行效率高、占...     

基于反故障控制的链式STATCOM动态控制策略的研究

静止同步补偿器在系统不对称和系统电压突降等异常工况下,需要快速有效地保证装置自身的安全,同时要能够安全、有效地发挥应有的作用。国家电网公司攻关项目——上海西郊变±50MV?A STATCOM将采用链式逆变器。针对系统异常工况,该文为链式STATCOM设计了反故障动态控制策略,包括系统电压突变控制以及不对称控制,其中不对称控制策略包括了不对称矢量控制和分相控制二种方法。仿真结果表明,系统电压突变控制能够使链式STATCOM抵御50%系统电压突然下降,而所设计的不对称控制解决了链式STATCOM在不对称工况下的安全运行问题。在链式STATCOM物理样机上的实验结果表明所设计的反故障动态控制策略能够在保证装置自身安全的同时使STATCOM发挥应有作用。     

±50 Mvar链式STATCOM稳态特性研究

根据±50 Mvar 链式静止无功补偿器（STATCOM）的实际设计，建立其仿真模型，分析其运行原理和稳态特性，通过PSCAD仿真软件计算得到其各项稳态性能指标满足要求。在传统的STATCOM数学模型基础上，建立了考虑各种损耗的链式STATCOM详细的暂态、稳态数学模型，解释了链式STATCOM稳态运行时的若干非线性现象，利用PSCAD仿真软件对±50 Mvar STATCOM进行稳态仿真研究，验证了上述分析结果的正确性。     

±50 Mvar链式STATCOM稳态特性研究

根据±50 Mvar链式静止无功补偿器(STATCOM)的实际设计,建立其仿真模型,分析其运行原理和稳态特性,通过PSCAD仿真软件计算得到其各项稳态性能指标满足要求。在传统的STATCOM数学模型基础上,建立了考虑各种损耗的链式STATCOM详细的暂态、稳态数学模型,解释了链式STATCOM稳态运行时的若干非线性现象,利用PSCAD仿真软件对±50 MvarSTATCOM进行稳态仿真研究,验证了上述分析结果的正确性。     

链式STATCOM直流侧电容稳态分析及参数设计

全面分析了链式STATCOM的直流侧电容电压稳态数学模型,同时结合±50Mvar链式STATCOM的设计,计算了该装置的电容电压运行范围、各工况下的波形和电容电压交流分量引起3次谐波电流的大小。根据其数学模型,采用等量配置方法和优化配置方法设计了±50Mvar链式STATCOM的直流电容参数。利用PSCAD仿真软件,对理论结果和仿真结果进行比较,验证了上述数学模型的正确性。     

链式STATCOM电容电压不平衡现象研究:(二)数学模型

电容电压不平衡及其控制是链式静止同步补偿器(STATCOM)安全可靠运行必须解决的关键问题。文中建立了链式STATCOM的数学模型，揭示了电容电压不平衡现象产生的机理，正确描述了逆变桥各参数对电容电压分配的影响。基于PSCAD的仿真验证了模型的正确性。该模型对于电压平衡控制策略的设计具有重要意义。     

链式STATCOM直流侧电容稳态分析及参数设计

全面分析了链式STATCOM的直流侧电容电压稳态数学模型，同时结合±50 Mvar 链式STATCOM的设计，计算了该装置的电容电压运行范围、各工况下的波形和电容电压交流分量引起3次谐波电流的大小。根据其数学模型，采用等量配置方法和优化配置方法设计了±50 Mvar 链式STATCOM的直流电容参数。利用PSCAD仿真软件，对理论结果和仿真结果进行比较，验证了上述数学模型的正确性。     

链式静止同步补偿器电流控制策略

在链式静止同步补偿器(static synchronous compen-sator,STATCOM)小信号交流模型的基础上,提出简化的STATCOM电流控制闭环系统;分别对典型Ⅰ型、典型Ⅱ型控制系统的电流调节器进行参数优化及比较,分析表明,对于电流阶跃响应,系统处于线性控制状态时超调量相对百分比不变,处于限幅非线性状态时超调量绝对值不变;采用比例调节器的典型I型系统稳态精度稍差,但动态控制精度较高,适合用于链式STATCOM工程装置;在a-b-c坐标系下仿真表明,应用优化设计的典型Ⅰ型系统控制参数,链式STATCOM输出电流可以快速跟踪参考值变化,具有良好的稳定性和跟踪精度。     

HVDC换流阀非周期触发试验方法

高压直流输电(HVDC)换流阀单阀非周期触发试验是换流阀绝缘型式试验中的难点。按照IEC 60700-1标准要求,通过对实际应力的分析及试验电路拓扑的设计,给出了满足工频补能型换流阀要求并可兼容换流阀抗电磁干扰试验的试验电路。在上述研究的基础上,顺利完成了宁东-山东直流输电工程±660kV HVDC换流阀的非周期试验,复现了工程中的非周期触发电压、电流应力。试验电压峰值达685kV,电流峰值为8.1kA,最大电流变化率达到1.4kA/μs,均满足实际工程中非周期触发试验应力的要求,并考验了换流阀的电流和电压耐受能力。试验结果表明宁东工程换流阀能够耐受规定的非周期触发应力。该试验电路设计合理,准确反映了晶闸管导通后前10μs的电压、电流应力,并实现了各强应力源μs级的时序配合。     

d-q-0坐标系下链式STATCOM电流控制策略

推导d-q-0坐标系下链式静止同步补偿器(staticsynchronous compensator,STATCOM)数学模型,应用线性控制方式,提出d-q-0坐标系下简化的STATCOM模型,设计解耦控制算法,给出解耦控制模型,并进行仿真验证。仿真表明:应用优化设计的控制参数,d-q-0坐标系下链式STATCOM三相电流控制具有较好的跟踪性能和控制精度;在a-b-c、d-q-0坐标系下电流控制都具有良好的快速跟踪性能,表明电流调节器设计方法及参数整定的可行性和有效性。     

基于EtherCAT总线技术的链式STATCOM控制系统

为了使静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)控制系统具有灵活的扩展性、灵活的信息配置功能、高速的传送速率、极短的数据交换时间以及精确的时钟同步,提出了一种用于链式STATCOM的基于EtherCAT总线技术的控制系统。该控制系统采用2个EtherCAT总线网：（1）主控网采用串型通讯方式,从站有数据采集从站、开入开出从站、调节保护从站和暂态故障记录从站;（2）模块网采用星型通讯方式,所有从站经耦合器引出,从站有调节保护从站、暂态故障记录从站以及所有模块从站。调节保护从站和暂态故障记录从站都隶属于2个EtherCAT总线网。该控制系统在调节保护从站、暂态故障记录从站以及所有模块从站中均使用数字信号处理器（digital signals processor,DSP）实现控制,可显著提高信号传输速度和控制速度,能够满足实时控制要求。实验结果表明,该控制系统极大提高了装置的扩展性、配置功能、传输率,达到了精确的同步,可应用于链式STATCOM及其他采用链式换流器的柔性交流输电（flexible AC transmission systems,FACTS）装置中,具有控制目的明确、易于实现、控制效果稳定等特点。     

Performance Comparison of Circuits for Pole‐Mounted STATCOM Using SiC Devices

The recent years have seen an increasing trend in the cumulative installed capacity of distributed generators. As a result, voltage management may become difficult in existing power distribution systems in the future. A STATCOM (STAtic synchronous COMpensator) is a promising option for solving this problem because it can control reactive power rapidly and continuously. For a distribution system, STATCOM needs to be pole‐mounted to realize its low cost. However, a transformer for a STATCOM is large and heavy, and hence it is difficult to install a STATCOM on a distribution pole. We adopt a transformerless STATCOM to reduce STATCOM size and use SiC devices with low‐loss performance to obtain a more compact and efficient STATCOM. There are a large number of circuits available for a STATCOM, and there has been considerable research on performance comparisons among these circuits. However, these comparisons were drawn under different conditions, including switching frequency and level number for the circuits. In addition, these comparisons do not include the use of SiC devices. We made an equitable comparison for a 100 kVa pole‐mounted STATCOM using SiC devices. We discuss the performance and characteristics of each circuit in terms of efficiency and volume.     

大功率STATCOM装置IGBT吸收电路参数的多目标优化设计

提出了采用一种并行自校正多目标遗传算法，对大功率CTATCOM装置的IGBT吸收电路参数选型进行优化，通过设计实例表明，这种选优方法设计的吸收电路可靠性高，工程应用价值大。     

Modeling,control and simulation of a chain link STATCOM in EMTP-RV

This paper describes an alternative STATic synchronous COMpensator (STATCOM), by connecting a number of gate turn off (GTO) thyristor converters in series on the ac side of the system. Each GTO converter forms one ‘link’ of a 1-phase, full-bridge voltage–source-converter (VSC) and is referred to as a ‘Chain Link Converter’ (CLC). Each GTO of a chain link STATCOM (CLS), is switched ‘ON/OFF’ only once per cycle of the fundamental frequency by using a sinusoidal pulse width modulation (SPWM) technique. Approximate models of a 3-phase CLS using dq-transformation are derived to design two controllers for controlling reactive current and ac voltage to stabilize the system voltage at the point of common coupling (PCC). A novel technique, called the rotated gate signal pattern (RGSP), is used for balancing the voltages of the link dc capacitors. The performance investigation of the CLS system when used in a radial line is carried out under steady- and transient-state operating conditions by means of the simulation package; EMTP-RV and the results are presented.     

基于电流检测的STATCOM变流器开路故障诊断

变流电路的安全可靠是STATCOM正常运行的必要保证.以STATCOM变流电路开路故障为研究对象,通过MATLAB仿真得出数据,对三相输出电流进行傅里叶分析,提出利用三相电流直流和基波含量提取故障特征.分析表明,利用此方法能准确地进行故障类型的判别及故障管的定位.     

换流阀阀基电子设备丢脉冲保护与控制的研究

提出了一种避免因换流阀阀基电子设备触发脉冲丢失而造成控制保护系统(control and protection,CCP)误动作的控制策略。该策略的核心是同时算法设计,在控制保护系统经过以太网向门级单元(gate unit,GU)发出的触发信号出现脉冲丢失的情况下,VBE检测到回报信号后不做任何处理,根据运行经验和数理统计得出,当检测到连续丢4个周波(80 ms)的脉冲时才向控制保护系统发送请求切换系统信号。基于这种控制策略设计的阀基电子系统已经在实时数字仿真器联调试验中应用,试验结果表明,这种控制策略有效消除了现有保护方法产生的危险现象,避免了系统误动作的概率。     

微型断路器灭弧侧板材料的研究

介绍了微型断路器的短路分断能力与产品的灭弧性能的关系,及电弧的熄灭过程有前冷却（电弧进入灭弧栅片前）与后冷却（电弧进入灭弧栅片后）2个阶段。通过对比测试发现,产气热塑性材料能够明显缩短电弧前冷却时间,提高灭弧效率。