变压器式可控电抗器控制方法研究

发布时间：2020-05-07 16:20

【摘要】：CRT(Controllable Reactor of Transformer Type,变压器式可控电抗器)是一种新型的无功补偿装置,其结构简单,谐波含量小,响应迅速,并且能够大范围连续平滑地调节输出容量。CRT特别适用于长距离、大容量的输电线路,确保输电线路中容性无功与感性无功的平衡,抑制工频过电压,维持线路末端电压稳定。CRT的本质是多绕组变压器,通过控制晶闸管触发角的大小来改变CRT的等效电抗,因此,控制系统的性能直接影响着CRT的补偿效果。本文针对CRT的控制方法进行了深入研究,主要内容为CRT解耦方式的选择,解耦工作模式下CRT样机工作绕组电流与各控制绕组晶闸管触发角的关系计算,基于PI控制器的CRT电压控制系统设计,基于模糊PI控制器的CRT电压控制系统设计。具体内容如下:(1)分析CRT现有的两种解耦方式的原理及优缺点,并综合考虑成本和实现的难易程度,最终选择了基于解耦工作模式的解耦方式。(2)通过查阅文献,得到一种根据CRT结构参数来计算自互阻抗的方法,结合CRT样机的结构参数,计算出CRT自互电感矩阵。根据CRT工作绕组额定电压和各绕组额定电流,计算出CRT的限流电感大小,最后求得在解耦工作模式下,CRT工作绕组电流与各控制绕组晶闸管触发角之间的关系。(3)根据CRT电压控制原理,在实验室环境下搭建了CRT电压控制系统仿真模型,通过工程最佳整定法得到PI控制器参数。由于CRT工作绕组电流大小与各控制绕组晶闸管触发角之间存在非线性关系,因此引入查表环节,使得PI控制器输出的电流参考值与CRT工作绕组实际的电流值之间保持线性关系。(4)在基于传统PI控制器的基础上,针对CRT的精确数学模型不易求得及CRT在不同工况下控制器参数不能自动进行修正的问题,本文引入模糊PI(Fuzzy-PI)控制器,模糊控制最大的特点是不依赖被控对象的精确数学模型,可以很好改善整个系统的动态性能,但单纯的模糊控制稳态误差较大,因此将模糊控制与传统PI结合。模糊PI可以根据系统误差及误差变化率来在线调整PI控制器的参数,使其工作在较佳工作状态。
【图文】：

误差信号e的隶属度函数截图

误差信号变化率ec的隶属度函数截图
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM47

【参考文献】

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本文编号：2653227