配电网D-STATCOM控制与研究

发布时间：2019-09-06 16:38

【摘要】：不可再生能源的日益减少及工业的迅猛发展,促使了电能的使用量逐年增加。随之而来的是,用电负荷繁杂多变,这给配电网造成了诸多电能质量问题,威胁了配电网的稳定,严重时将导致配电网崩溃,带来巨大的经济损失。针对该现状问题,配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)被广泛研究。D-STATCOM不仅能进行无功补偿,一定程度上还能对谐波进行抑制,提高配电网的供电质量及稳定性。本文中,主要研究的内容是D-STATCOM控制方法的研究与设计,提高D-STATCOM的性能。首先,叙述了D-STATCOM的研究现状,并对常用的、先进的控制策略及控制方法进行了介绍,分析了各种控制方法的优劣。然后对D-STATCOM进行了数学建模,得到D-STATCOM的开关函数模型和占空比模型,为控制策略的选择及系统分析提供依据。从能量交换与传递的角度对D-STATCOM的工作原理进行了深入探讨,给出了直流侧电压控制的无功与谐波检测法。根据D-STATCOM的数学模型及无功与谐波检测方法,确定了D-STATCOM的控制策略,并对系统特性进行了分析,为选择合适的控制方法打下基础。通过对重复控制理论的研究,选用PI+重复控制器作为D-STATCOM电流内环的控制器,并进行了设计,使得D-STATCOM的补偿性能满足动静态要求,同时,对系统的鲁棒性进行了研究与设计,采用基于DOB结构的鲁棒反馈控制方法对D-STATCOM的鲁棒性进行了改善,降低其对系统参数的敏感度。最后在MATLAB中对D-STATCOM系统进行了仿真,完成控制程序的编写,对所设计的控制器的性能进行验证。仿真和实验结果表明,采用PI+重复控制器作为控制器的D-STATCOM,它的响应速度更快、运行范围更宽、谐波电流含量更小、补偿效果符合要求。
【图文】：

3 D-STATCOM 的无功及谐波检测方法及系统分析，电压外环的电压控制器会逐渐自动调节其输出值 ，使其跟踪非线性负载基波有功电流 ，而 ，即 跟踪电网侧电源输出的电流 。该控测方法本质上是将 D-STATCOM 与待补偿的配电网看作为一个系统,通过对侧有功电流的跟踪，，实现无功补偿及谐波抑制。

图 3.6 基于直流侧电压控制检测法的 D-STATCOM 的控制策略原理图Figure 3.6 The D-STATCOM control strategy schematic based on the Direct voltage contrmethod该方法因省了复杂的无功及谐波检测环节，所以不存在检测误差，使令电流足够精确。同时，减少了计算量，缩短了系统的控制周期行计算对数字信号处理器运算速度及系统开关频率要求，既提高控制性能了控降低了成本，这对 D-STATCOM 来说至关重要。另外，其只对电网侧一进行相位检测，扩大了应用范围。因此，该方法现已得到广泛的应用。.4 仿真验证直流侧电压控制检测方法的有效性：均以 A 相电流为例进行分析：
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM761.12

【参考文献】

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本文编号：2532734