基于自抗扰控制理论的配电网STATCOM的研究和应用

发布时间：2020-02-03 02:44

【摘要】：近年来,由于大量的分布式电源,非线性冲击性以及不平衡负荷的出现带来了更多的电能质量问题,其中最为突出的就是无功,三相不平衡和谐波。这些问题的出现不仅会带来线路上的损耗,同时还会带来严重的无功功率的损耗,应用在配电网的静止同步补偿器(D-STATCOM),通过调节逆变器输出的电压和电网电压的相位夹角来控制其发出或者吸收的无功功率的多少,是目前无功补偿设备中控制性能和补偿效果最好的一种,同时也成为FACTS技术中一项重要的技术。有研究已经证实D-STATCOM正在逐步代替传统的开关投切电容装置以及静止无功补偿器。它们能有效的改善电网的潮流分布,并且能够减少由于无功功率过剩或者不足所带来的产品不合格,输电传输损耗过大等问题。论文介绍了D-STATCOM的研究背景,意义,现状以及主电路的拓扑结构,通过对物理机理研究得出D-STATCOM的无功补偿原理,建立abc坐标系下的数学模型。通过对传统的ip-iq电流检测方法进行分析,找出误差的来源。由于锁相环的检测具有延时的效果,无法实时准确的提取相位信息,本文采用去掉锁相环,采用正序基波电压提取相位信息,通过采用平均值滤波和优化采样过程来使检测中的运算量降低,准确提取在非理想电压下的基波正序电压的相位信息,从而提高D-STATCOM的检测精度和响应速度。D-STATCOM的控制常常是以PID为基础理论来实现控制的,是基于误差来消除误差的,大部分以PID和其他控制组合的方式来控制的,由于D-STATCOM装置中的控制量之间存在交互影响的作用,本文提出一种基于自抗扰理论控制的控制方式,即线性自抗扰控制,能够把耦合变量作为扰动处理,在D-STATCOM的模型基础上以abc坐标系变换到dq0坐标系的q轴为例,设计两个线性自抗扰控制器。通过搭建仿真来验证理论,对比得出线性自抗扰控制的D-STATCOM具有更好的鲁棒性及动态响应,能够实时的补偿大电网所需要的无功电流,并且能够使直流电压迅速的达到稳定值。
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM761.12

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本文编号：2575859