关于同步补偿器的改进滑模双环控制研究仿真

发布时间：2021-07-06 04:19

　　同步补偿器用于整定电气系统的无功功率,抑制系统电压的震荡与不平衡,随着当前并网电源与负载设备的多样性,现有同步补偿器的控制策略已经无法保证电气系统的要求。为了增强同步补偿器控制策略的鲁棒性与动态性能,提出了基于改进滑模的双环控制策略。在对同步补偿器模型分析的基础上,首先根据反馈线性进行系统解耦处理,从而抑制输入电压的非线性;然后利用解耦得到的状态特征,设计出双环控制策略;最后在双环控制过程中,引入螺旋算法改进高阶滑模,优化滑模变结构的计算精度,同时使改进滑模算法满足有限时间稳定性条件,对电容电压环与无功电流环均使用螺旋改进高阶滑模控制,实现双环依据各自特点进行独立调节。通过Matlab仿真,验证了设计的新型同步补偿器控制策略能够满足有限时间稳定性要求,并且针对系统动态变化具有良好的调节性能和鲁棒性能。 

【文章来源】：计算机仿真. 2020,37(10)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

输入无功电流响应结果仿真曲线

图2所示为同步补偿器输入电压响应仿真实验结果。根据输入电压仿真实验曲线可知,经典滑模控制大约在1.2s实现电压的稳定调节,在达到电压稳定之前,有明显的超调,超调量达到约890V,而采用本文方法后调节时间显著缩短,大约在0.4s之前就能实现电压的稳定,且超调量显著降低,约为830V。根据输入的无功电流与输入电压两次实验数据对比,均表明本文提出的新型补偿器控制策略能够满足有限时间稳定性要求,具有比经典滑模控制更好的系统调节性能。

在同步补偿器系统运行的过程中,于参考点0.2s处突加负载,并在4.0s处去掉负载,得到直流侧电压仿真曲线,如图3所示。根据直流侧电压仿真曲线,经典滑模控制在负载加入与去除的过程中都有明显的电压波动,而且恢复稳定的时间很长,采用本文控制方法在负载加入与去除的过程中能够很好的抑制电压波动,比经典滑模波动降低大约50V,并且本文控制策略具有快速恢复性能。在本文控制策略中,由于利用反馈线性对输入的无功电流进行解耦操作,改善了同步补偿器直流电压特征,使得补偿器控制过程中,对直流电压产生的影响降低,从而使其响应速度也得到提升。


本文编号：3267509