H型级联静止同步补偿器主电路及其控制策略研究
发布时间：2019-10-13 00:58
【摘要】：静止同步补偿器(STATCOM)具有综合进行无功补偿、电压稳定、谐波抑制、三相平衡等的优越性能,近年来成为全面改善电能质量的重要设备。随着高压、超高压电力系统的快速发展,对高压大容量静止同步补偿器的需求也日趋旺盛,H-C STATCOM因输出谐波含量低、器件利用率高、易于实现高压大容量拓展而被备受关注。但是,H型级联STATCOM(H-C STATCOM)是一个复杂的柔性交流输电系统控制器,其主电路的设计方法、电流内环解耦控制、外环无功功率控制、节点电压的控制和电容电压的平衡控制仍存在许多需要解决的问题。本文以H型级联静止同步补偿器主电路及其控制策略为研究对象,首先分析了两电平STATCOM的工作原理和数学模型,根据两电平的原理推导出H-C STATCOM的数学模型,并通过开关函数法分析H-C STATCOM主电路的H桥模块电平叠加原理及其级联方式。在此基础上,深入研究了H-C STATCOM输出控制,针H型对级联STATCOM的强耦合非线性系统特点,探索了基于单神经元的解耦控制策略、逆系统模型加PI功率外环控制方法和参数自整定模糊PI定PCC节点电压控制技术。然后,针对H-C STATCOM直流侧电容电压不平衡问题,分析了H-C STATCOM直流侧电容电压不平衡的产生机理、影响因素,探讨了抑制不平衡的分级控制方法,其基本思想是运用正序电流控制实现H-C STATCOM,总体电压控制,运用负序电流实现各相变流器间直流电压的平衡控制,通过调整HBI模块输出电压幅值和相位差实现单个HBI模块的电容电压控制。最后,研究了H-C STATCOM的设计方法,并着重从级联数、连接电感、直流电容的确定和电力电子器件的选择以及连接电感、直流电容和开关频率的影响因素等方面出发,分析了H-C STATCOM设计的原则和过程,并进行了仿真实验,给出了仿真结果。本文探索的H-C STATCOM主电路结构,为装置的低谐波输出提供了坚实的物质基础,探索的H-C STATCOM输出控制,实现了在参数扰动情况下的完全解耦,解决了普通前馈解耦因不完全解耦造成的响应速度慢、精度不高的缺陷,探讨的H-C STATCOM直流侧电容电压不平衡控制方法,提高了H-C STATCOM的鲁棒性和抗扰动能力,研究的H-C STATCOM设计方法为H-C STATCOM工程设计提供合理的技术路线。仿真结果进一步验证了H型级联静止同步补偿器主电路及其控制策略的正确性。
【图文】：
ｔｍ逡逑（ｂ）邋Ｈ－Ｃ邋ＳＴＡＴＣＯＭ邋输出电流逡逑图３．１８邋Ｈ－Ｃ邋ＳＴＡＴＣＯＭ装置投入前后的电应波形图和输出电流放形图逡逑为验证参数自整定模糊ＰＩ控制的优越性及其鲁棒性，仿真条件与上述相同。将参逡逑数自整定模糊ＰＩ与常规的ＰＩ控制实现的ＰＣＣ节点电皮控制作比较可知，采用参数自整逡逑定模糊ＰＩ控制时，ＰＣＣ节点电压的恢复能力比常规的ＰＩ控制强，响应速度快，鲁棒性逡逑好。其两种控制方法的对比图如图３．１９所示。逡逑１．０４邋Ｉ逦，逦，逦，逦，，逦逦逦逦逦１逡逑＆邋
＇／似逡逑图４．２不同并联电阻时各ＨＢＩ输出的电容电店波形图逡逑从图４．２可见，并联电阻趟小，对电容电压的平衡影响越大，但在实际情况中，并逡逑联损耗很小，因此等效的并联电阻比较大，对装置的影响比较小。逡逑考虑混合损害即装置开关损耗对电容电压平衡影响时，取装置１０个ＨＢＩ模块的并逡逑联损耗电阻为１００Ｅ３ａ，脉冲延时４／＝０，选取第１？７个ＨＢＩ模块的开关损耗系数为逡逑０．０００９，第８个ＨＢＩ模块的的开关损耗系数为化０００８，第９个为０．００１，第十个为化００１１。逡逑贝ＩＪ邋ＳＴＡＴＣＯＭ装置Ａ相变流器的电容电压如图４．３所示。逡逑１４００逦＇逦Ｉ逦＇逦＇逦＇逦＇逦＇逦＇逡逑＂。。－逦开关损严橚耀逦开娜耗系橚．０００９逦－逡逑＾逦Q妫蕖桑裕五巍五义希靛寤澹掊危棵慷保唬唬唬海唬唬唬蓿蓿海蕉海海诲五危邋五五义稀鲥澹掊澹澹㈠濉逡诲澹㈠危Аⅲ垮义希福埃板慰厮鸷南凳荆埃埃保板危五五五危掊义希慰厮鸷南凳埃埃保卞危咤义希叮埃板澹坼危危危危危危
本文编号：2548373
【图文】：
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