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星型连接级联H桥静止同步补偿器抑制电网电压不平衡能力的研究
Research on the Capability of Star-Connected CHB-STATCOM to Compensate the Unbalanced Voltage of Power Grid
Jiahao Li · Yingjie He · Jinjun Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
针对电网电压不平衡问题,本文介绍了采用星形连接级联 H 桥静止同步补偿器(CHB - STATCOM)抑制公共连接点(PCC)不平衡电压的方案。然而,对于一定的直流侧电压,星形连接 CHB - STATCOM 补偿 PCC 不平衡电压的能力是有限的。当超出有效补偿范围时,星形连接 CHB - STATCOM 不仅无法实现对 PCC 不平衡电压的补偿,还会进一步恶化电网的电能质量。本文综合考虑了由负载不平衡和电源不平衡引起的 PCC 不平衡电压,详细分析了注入零序电压时星形连接 CHB - STA...
解读: 从阳光电源新能源并网设备业务视角看,这项星型级联H桥静止同步补偿器(CHB-STATCOM)的不平衡电压补偿研究具有重要的工程应用价值。该技术直接关联我司在电能质量治理和电网支撑领域的产品线拓展。 论文揭示的核心问题——CHB-STATCOM补偿能力受直流侧电压限制而存在有效补偿范围——对我司SV...
含静止同步补偿器的光伏并网系统静态同步稳定分析
Static Synchronous Stability Analysis of Photovoltaic Grid-Connected Systems with STATCOM
马睿聪 · 曹永吉 · 张恒旭 · 李常刚 · 电工技术学报 · 2025年1月 · Vol.40
光伏电站并网需具备无功支撑能力,常配置静止同步补偿器(STATCOM),但二者交互作用加剧了静态同步稳定分析复杂性。本文提出一种含STATCOM的光伏并网系统静态同步稳定分析方法,考虑多变换器dq坐标系间的变换,建立等效小信号模型;在阻抗分析基础上改进稳定判据,引入衰减系数量化系统稳定性能,构建静态同步稳定量化评估体系;结合改进判据与指标,深入分析STATCOM对系统稳定性的影响,并总结关键控制参数对系统零极点分布的作用规律。
解读: 该研究对阳光电源SG系列光伏逆变器与STATCOM协同运行具有重要指导意义。文中提出的多变换器dq坐标系变换建模方法可直接应用于大型光伏电站的无功补偿配置优化,特别是在弱电网并网场景下。改进的阻抗稳定判据与衰减系数量化评估体系,可集成到iSolarCloud智能运维平台,实现光伏-STATCOM系统...
改进型构网控制用于储能型STATCOM以增强阻尼并限制多电流
Improved Grid Forming Control for Energy-Type STATCOM to Enhance Damping and Limit Multiple Currents
Xianqiang Shi · Rui Li · Xiqi Wu · Dangsheng Zhou 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
为提高现代电力系统的频率和电压稳定性,设计了一种能量型静止同步补偿器(ET - STATCOM),它是通过将超级电容器(SCs)嵌入两个薄膜电容型静止同步补偿器的直流母线而形成的,该装置可通过提升有功功率提供虚拟惯量,并通过无功功率补偿提供电压支撑。然而,其并网形成控制问题仍悬而未决。首先,备受青睐的虚拟同步机控制由于基于有功功率的控制目标,可能导致超级电容器过充/过放。其次,尽管经典匹配控制(MC)可以调节超级电容器的能量,但其现有的阻尼增强方案均不适用于ET - STATCOM。最后但同样重...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项能量型STATCOM(ET-STATCOM)的改进型网构控制技术具有重要的战略价值。该技术通过在STATCOM直流母线嵌入超级电容器,实现了有功功率和无功功率的协同支撑,这与我司储能变流器和SVG产品的技术演进方向高度契合。 该论文提出的能量同步环节和有功功率直接反馈...
基于准谐振滑模扰动观测器的STATCOM海上风电场谐波抑制策略
Harmonic Suppression Strategy for Offshore Wind Farms Based on Quasi-Resonant Sliding Mode Perturbation Observer in STATCOM
郑超航 · 吴熙 · 袁超 · 王亮 等5人 · 中国电机工程学报 · 2025年9月 · Vol.45
海上风电场经交流海缆并网系统在电网背景谐波作用下易出现谐波超标,威胁系统安全运行。传统静止同步补偿器(STATCOM)控制策略谐波抑制效果有限且存在跳闸风险。为此,提出一种基于准谐振滑模扰动观测器(QRSMPO)的谐波抑制方法。通过分析谐波传播路径,验证在STATCOM中引入观测器抑制谐波的可行性;利用QRSMPO实时估计并补偿谐波扰动,设计阻断谐波传播的补偿策略;推导其传递函数,分析策略的有效性与稳定性。以江苏如东海上风电场为例进行验证,结果表明所提方法在不同工况下均具有优异的谐波抑制能力、稳...
解读: 该研究提出的QRSMPO谐波抑制方法对阳光电源的储能和光伏产品线具有重要参考价值。特别是在ST系列储能变流器和大型储能系统中,可借鉴该观测器设计思路优化谐波控制策略,提升系统并网质量。对于海上风电配套的储能系统,该方法可有效解决因海缆引起的谐波问题。同时,这种基于准谐振滑模的扰动观测方法也可应用于S...
配备新型功率振荡阻尼控制策略的132-Mvar 35-kV静止同步补偿器
132-Mvar 35-kV STATCOM Equipped With a Novel Power Oscillation Damping Control Strategy
Claudio Finotti · Samuele Granata · Giovanni Borghetti · Giacomo Corsi 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月
本文提出一种配备新型功率振荡阻尼(POD)控制器的132-Mvar 35-kV静止同步补偿器(STATCOM),可有效抑制电网区域间低频振荡。通过三节点等效模型结合小信号分析方法,推导系统传递函数,发现上游网络在扰动下呈现无阻尼振荡特性。为此,所提控制策略引入阻尼作用,并采用基于公共耦合点电压相角的比例-微分(PD)调节以改善暂态性能,同时设计算法提取并滤波关键上游变量。仿真验证了POD策略的有效性,且现场实验表明该控制器在感性和容性运行模式下均能可靠工作。
解读: 该STATCOM功率振荡阻尼控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文中提出的基于PCC电压相角的PD调节策略可直接应用于构网型GFM控制,增强储能系统在弱电网下的阻尼特性,抑制0.1-2Hz低频振荡。三节点等效模型与小信号分析方法为阳光电源储能系统的...
基于分相控制的构网型STATCOM电流限制策略
Current Limiting Strategy for Grid-Forming STATCOM Based on Individual Phase Control
Jianzhong Xu · Feng Wang · Qiuxiang Wang · Gen Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年9月
随着可再生能源渗透率的提高,电网稳定性显著减弱。构网型STATCOM具有电压源特性,有助于提升系统电压稳定性和阻尼性能,但在电压骤降时易发生过电流。本文提出一种基于分相控制的自适应电流限制方法,无需序分量分解及多参考系变换。针对星型连接的级联STATCOM,首先采用比例谐振(PR)控制器实现基于瞬时电流跟踪的构网型分相控制;在此基础上,提出各相自适应虚拟阻抗限流策略,兼具故障期间持续限流与瞬时过流峰值抑制能力。通过考虑最严重故障场景完成关键参数设计,并通过详细仿真验证了所提策略及参数设计的有效性...
解读: 该分相控制电流限制策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的构网型GFM控制技术具有重要应用价值。文章提出的基于PR控制器的分相控制方法,无需序分量分解和多参考系变换,可简化阳光电源储能变流器的控制算法,降低计算负荷。自适应虚拟阻抗限流策略能有效抑制电网电压骤降时的过电流峰...
基于相位补偿直流链电压同步的构网型STATCOM低频振荡阻尼
Low-Frequency Oscillation Damping of Grid-Forming STATCOMs With Phase-Compensated DC-Link Voltage Synchronization
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
直流母线电压同步(DCVS)可应用于构网型静止同步补偿器(STATCOM),以同时实现直流母线电压调节和与电网同步。然而,直流母线电压同步可能会导致构网型静止同步补偿器出现低频振荡(LFO)。为分析和解决构网型静止同步补偿器的低频振荡问题,本文建立了考虑直流母线电压同步、交流电压电流双闭环控制(VCDC)和无功功率控制(RPC)的构网型静止同步补偿器小信号模型。研究表明,低频振荡主要由直流母线电压同步的 -180° 相位特性以及交流电压电流双闭环控制引入的相位滞后引起。此外,无功功率控制可能会使...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项基于直流母线电压同步(DCVS)的构网型STATCOM低频振荡抑制技术具有重要的战略价值。随着公司在储能系统和电网侧解决方案领域的深入布局,构网型技术已成为新能源并网设备的核心发展方向,该研究针对的技术痛点与我司产品线高度相关。 该论文揭示的低频振荡机理对阳光电源现有...
用于E-STATCOM应用的Delta模块化多电平变换器分析
Analysis of a Delta Modular Multilevel Converter for E-STATCOM Applications
Hector Fretes · Daniel Westerman Spier · Eduardo Prieto-Araujo · Oriol Gomis-Bellmunt · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年9月
本文对作为带储能功能的静止同步补偿器(STATCOM)运行的Delta模块化多电平变换器进行了分析,明确了其自由度(DOFs)的作用。自由度指完全确定电路所有电气变量所需的最小参数集,此处为桥臂施加电压。通过建立变换器的动态微分方程并进行对角化处理,得到三个解耦的等效电路,其中两个与交流系统功率交换相关,第三个对应于变换器内部功率平衡。该分析有助于理解其运行机理并指导控制策略设计,最后通过不同工况下的仿真结果验证了数学模型与变换器开环开关模型的一致性。
解读: 该Delta-MMC拓扑及其自由度解耦分析对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的E-STATCOM功能开发具有重要价值。研究揭示的三解耦等效电路模型(两个交流功率通道+一个内部平衡通道)可直接应用于ST储能系统的无功补偿与有功调节协同控制策略优化,提升电网支撑能力。Delt...
双端口构网型高压直流单元与E-STATCOM协调运行以提供阻尼与惯性支持
Coordinated Operation of Dual-Port Grid-Forming HVDC Unit and E-STATCOM for Damping and Inertia Provision
Arkaitz Rabanal · Salvatore D'Arco · Elisabetta Tedeschi · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年6月
双端口构网控制能够对连接高压直流输电线路与交流电网的模块化多电平换流器(MMC)实现同时的交流和直流电压调节。然而,由于换流器内部能量容量有限,其提供阻尼和惯性功率的能力受到内在限制。为解决这一限制,本文提出将带储能的静止同步补偿器(E - STATCOM)与双端口构网型高压直流连接的海上风电场进行协调运行,在保证风电场最优运行的同时,提高换流器的稳定性和性能。此外,在MMC的双端口构网控制中引入了一种新的稳定机制。这改善了动态性能,即使在没有额外支持的情况下也能确保稳定运行。在所考虑的数值算例...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,该论文提出的双端口构网型MMC与储能型静止同步补偿器(E-STATCOM)协调控制技术,对公司在海上风电并网、储能系统集成及高压直流输电领域具有重要参考价值。 该技术的核心创新在于通过E-STATCOM与构网型换流器的协同运行,突破了传统MMC内部储能容量有限的瓶颈,显著...
利用带钒氧化还原液流电池的静止同步补偿器抑制汽轮发电机/海上风电场混合系统中的次同步振荡
Suppression of Subsynchronous Resonance in a Hybrid Steam-Turbine Generator/Offshore Wind Farm System Using a Static Synchronous Compensator With a Vanadium Redox Flow Battery
Li Wang · Jui-Tse Lai · Ting-You Li · Ching-Chung Tseng 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月
由于风力发电厂或太阳能发电厂等可再生能源(RES)具有间歇性,将这些可再生能源接入电力系统会导致系统不稳定,影响电力系统的质量和稳定性。为解决这一问题,人们提出了各种用于补偿功率波动的储能系统(ESS),以及用于控制电压幅值和有功/无功功率注入的不同灵活交流输电系统(FACTS),以提高所接入电力系统的稳定性。需要运用合适的控制理论为储能系统或柔性交流输电装置设计一些有效的附加阻尼控制器(SDC),以实现提高稳定性的目标。本文提出将静止同步补偿器(STATCOM)与基于钒氧化还原液流电池(VRF...
解读: 该STATCOM+VRFB协同抑制次同步振荡技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的有功无功协同调节策略可直接应用于阳光电源储能PCS的控制算法优化,增强系统阻尼特性,提升新能源并网稳定性。特别是在海上风电+火电混合场景下,ST储能系统可通过快速...
STATCOM的鲁棒自适应控制以抑制基于逆变器资源
IBR)引起的振荡
Hui Yuan · Linbin Huang · Huisheng Gao · Di Zheng 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年5月
在多逆变器资源(IBR)系统中,静止同步补偿器(STATCOM)的接入虽可提供电压支撑,但在低短路容量电网中可能加剧由IBR与电网交互引发的次/超同步振荡。由于系统动态复杂且运行工况多变,现有研究难以全面揭示STATCOM对振荡的影响机理并有效设计其阻尼控制。本文从电网强度视角提出一种新方法,揭示STATCOM在多IBR系统中对IBR诱导振荡的影响机制,并通过优化STATCOM控制参数,确保关键工况下多个子系统的鲁棒小信号稳定性,避免依赖大量详细模型的 exhaustive 分析。所提方法在改进...
解读: 该STATCOM鲁棒自适应控制技术对阳光电源多个产品线具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中,可借鉴其电网强度视角的振荡抑制方法,优化ST系列储能变流器的阻尼控制策略,解决弱电网下多储能系统并联引发的次/超同步振荡问题。对于构网型GFM控制技术,该研究提出的多设备交互机理分析方法可用...