基于模块化多电平换流器的静止同步补偿器(stationary synchronous compensator based on modular multilevel converters,MMC-STATCOM)是高压电力系统中无功补偿的关键设备,其传统线性控制器性能会因运行点的大范围变化而恶化。针对该...基于模块化多电平换流器的静止同步补偿器(stationary synchronous compensator based on modular multilevel converters,MMC-STATCOM)是高压电力系统中无功补偿的关键设备,其传统线性控制器性能会因运行点的大范围变化而恶化。针对该问题,该文提出了一种基于滑模状态反馈精确线性化的非线性智能控制策略,首先通过选择合适的输出函数、坐标变换,将不做任何简化的3阶MMC-STATCOM非线性模型转化为一个可控的Brunovsky标准型线性系统,并通过数学理论证明了该模型满足精确线性化条件。然后采用改进的粒子群算法配置其反馈增益矩阵,利用积分滑模控制计算其平衡点。最后通过状态反馈使各个状态变量快速收敛至平衡点。将该控制策略与传统PI控制、LQR状态反馈控制通过硬件在环实时仿真平台进行对比实验,结果表明该控制策略具有更好的动态特性、暂态稳定性、鲁棒性,尤其适用于运行环境发生大扰动时。此外,该控制策略的设计过程可以拓展应用于其他类型的柔性交流输电装置。展开更多
配电系统中无功负载的投切会使公共耦合点(point of common coupling,PCC)电压发生波动。为了提高配电网的电压质量,该文详细分析了基于模块化多电平换流器的静止同步补偿器(static synchronous compensator-modular multilevel convert...配电系统中无功负载的投切会使公共耦合点(point of common coupling,PCC)电压发生波动。为了提高配电网的电压质量,该文详细分析了基于模块化多电平换流器的静止同步补偿器(static synchronous compensator-modular multilevel converters,MMC-STATCOM)的PCC电压调节原理,采用带有无功电流指令值反馈环路的PCC电压下垂控制方法,根据输出无功电流指令乘以可控的变换器等效阻抗以实时修正PCC电压参考值。与传统的基于输出无功电流反馈值的下垂控制方法相比,该文提出的下垂调节方法不受电流内环控制性能的影响,PCC电压可以根据装置补偿容量与负载特性在可以接受的一定范围内波动。同时,MMC-STATCOM采用3个环路的均压控制策略以维持每个子模块的电容电压平衡。基于Matlab/Simulink平台的仿真结果,以及基于60 V/2 k VA实验样机的实验结果,验证了该文PCC电压下垂控制方法的正确性与有效性。展开更多
将一种新型MMC的拓扑结构应用于静止同步补偿器(STATCOM),与传统MMC相比,在相同子模块数量时能多一个电平输出。介绍了该新型MMC的拓扑结构,分析了其输出N+2电平的原理,得到了MMC的等效电路;以STATCOM补偿无功电流和三相不平衡电流为目...将一种新型MMC的拓扑结构应用于静止同步补偿器(STATCOM),与传统MMC相比,在相同子模块数量时能多一个电平输出。介绍了该新型MMC的拓扑结构,分析了其输出N+2电平的原理,得到了MMC的等效电路;以STATCOM补偿无功电流和三相不平衡电流为目的,设计了相应的指令电流获取策略;采用直接电流跟踪控制策略;为保证MMC子模块直流电容电压恒定,采用电压分层控制策略,能量均分控制保证每相子模块电容电压之和恒定,电压均衡控制保证每相中各子模块电容电压均衡;采用载波移相PWM策略。最后在PSCAD/EMTDC软件中,搭建了三相10k V 8电平的STATCOM,仿真结果验证了控制策略的有效性。展开更多
文摘基于模块化多电平换流器的静止同步补偿器(stationary synchronous compensator based on modular multilevel converters,MMC-STATCOM)是高压电力系统中无功补偿的关键设备,其传统线性控制器性能会因运行点的大范围变化而恶化。针对该问题,该文提出了一种基于滑模状态反馈精确线性化的非线性智能控制策略,首先通过选择合适的输出函数、坐标变换,将不做任何简化的3阶MMC-STATCOM非线性模型转化为一个可控的Brunovsky标准型线性系统,并通过数学理论证明了该模型满足精确线性化条件。然后采用改进的粒子群算法配置其反馈增益矩阵,利用积分滑模控制计算其平衡点。最后通过状态反馈使各个状态变量快速收敛至平衡点。将该控制策略与传统PI控制、LQR状态反馈控制通过硬件在环实时仿真平台进行对比实验,结果表明该控制策略具有更好的动态特性、暂态稳定性、鲁棒性,尤其适用于运行环境发生大扰动时。此外,该控制策略的设计过程可以拓展应用于其他类型的柔性交流输电装置。
文摘配电系统中无功负载的投切会使公共耦合点(point of common coupling,PCC)电压发生波动。为了提高配电网的电压质量,该文详细分析了基于模块化多电平换流器的静止同步补偿器(static synchronous compensator-modular multilevel converters,MMC-STATCOM)的PCC电压调节原理,采用带有无功电流指令值反馈环路的PCC电压下垂控制方法,根据输出无功电流指令乘以可控的变换器等效阻抗以实时修正PCC电压参考值。与传统的基于输出无功电流反馈值的下垂控制方法相比,该文提出的下垂调节方法不受电流内环控制性能的影响,PCC电压可以根据装置补偿容量与负载特性在可以接受的一定范围内波动。同时,MMC-STATCOM采用3个环路的均压控制策略以维持每个子模块的电容电压平衡。基于Matlab/Simulink平台的仿真结果,以及基于60 V/2 k VA实验样机的实验结果,验证了该文PCC电压下垂控制方法的正确性与有效性。
文摘将一种新型MMC的拓扑结构应用于静止同步补偿器(STATCOM),与传统MMC相比,在相同子模块数量时能多一个电平输出。介绍了该新型MMC的拓扑结构,分析了其输出N+2电平的原理,得到了MMC的等效电路;以STATCOM补偿无功电流和三相不平衡电流为目的,设计了相应的指令电流获取策略;采用直接电流跟踪控制策略;为保证MMC子模块直流电容电压恒定,采用电压分层控制策略,能量均分控制保证每相子模块电容电压之和恒定,电压均衡控制保证每相中各子模块电容电压均衡;采用载波移相PWM策略。最后在PSCAD/EMTDC软件中,搭建了三相10k V 8电平的STATCOM,仿真结果验证了控制策略的有效性。
