电流源型STATCOM控制策略研究

发布时间：2017-07-16 11:16

  本文关键词：电流源型STATCOM控制策略研究

  更多相关文章： 静止同步补偿器 动态无功补偿 空间矢量脉宽调制 状态反馈线性化

【摘要】：随着电力工业的不断发展,电能质量和电能使用效率受到日益广泛重视。对电网进行无功补偿是改善电能质量的一种有效途径,静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator, STATCOM)作为一种新型的动态无功补偿装置,在改善电网电能质量、提高电能使用效率、促进节能减排等方面发挥着重要作用。STATCOM技术凭借其快速的动态响应和优秀的补偿性能,已经成为国内外无功补偿领域的研究热点。STATCOM根据系统采用的电力变流器类型可分为电压源型和电流源型,本文重点研究了电流源型STATCOM(简称CSC-STATCOM)。随着超导储能技术和反向阻断型开关器件的发展,CSC-STATCOM在动态无功补偿领域的优势逐渐显现。本文主要研究工作如下：首先,对三相CSC-STATCOM系统的基本拓扑结构和工作原理进行研究,建立数学模型。采用坐标变换方法实现系统模型的降阶,简化控制过程。为了进一步减少空间矢量脉冲宽度调制技术的开关次数、降低开关损耗,深入研究了基于锯齿波载波的空间矢量脉冲宽度调制策略。与传统的采用三角波载波的空间矢量脉冲宽度调制技术进行了对比分析,并进行了仿真验证。然后,详细研究了三相CSC-STATCOM系统的控制策略。控制系统采用双电流闭环控制结构,外环采用传统的PI控制器,以稳定直流侧电流,内环采用状态反馈线性化的控制,以实现对无功指令电流的快速跟踪。针对传统锁相环技术控制电路复杂、锁相不精确等问题,提出一种适用于三相CSC-STATCOM系统的无锁相环控制方法,并进行仿真分析,结果验证了这种无锁相环控制方法的优越性。最后,基于Matlab/Simulink工具搭建了三相CSC-STATCOM系统的仿真模型,进行了仿真研究。并搭建了三相CSC-STATCOM系统实验平台,完成了相关实验。仿真和实验结果表明,双电流闭环控制方法能有效用于三相CSC-STATCOM系统,使得系统具有快速的动态响应和精确的补偿性能。
【关键词】：静止同步补偿器 动态无功补偿 空间矢量脉宽调制 状态反馈线性化
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM761.12
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 课题研究背景与意义8-11
• 1.2 STATCOM的研究现状11-14
• 1.2.1 STATCOM装置应用现状11-13
• 1.2.2 STATCOM控制方法研究现状13-14
• 1.3 本文研究的主要内容14-16
• 2 电流源型STATCOM的工作原理与数学建模16-33
• 2.1 电流源型STATCOM的拓扑结构16
• 2.2 电流源型STATCOM的基本原理16-18
• 2.3 电流源型STATCOM的数学建模18-21
• 2.4 电流源型STATCOM的空间矢量调制技术21-27
• 2.4.1 SVPWM的开关状态21-23
• 2.4.2 空间电流矢量的形成23-25
• 2.4.3 指令电流矢量的合成与调制25-27
• 2.5 改进型SVPWM调制策略研究27-29
• 2.5.1 基于三角波载波的SVPWM调制策略27-28
• 2.5.2 基于锯齿波载波的SVPWM调制策略28-29
• 2.6 改进型SVPWM调制策略仿真验证29-32
• 2.7 本章小结32-33
• 3 电流源型STATCOM的控制策略研究33-41
• 3.1 状态反馈线性化控制方法33-35
• 3.2 无锁相环控制原理35-38
• 3.3 无锁相环控制仿真38-40
• 3.4 本章小结40-41
• 4 电流源型STATCOM系统的仿真研究41-50
• 4.1 仿真模型及参数设定41-42
• 4.2 静态无功补偿42-45
• 4.2.1 补偿感性无功42-43
• 4.2.2 补偿容性无功43-45
• 4.3 动态无功补偿45-49
• 4.3.1 负载大小突变仿真45-47
• 4.3.2 负载性质突变仿真47-49
• 4.4 本章小结49-50
• 5 电流源型STATCOM系统的实验研究50-61
• 5.1 主电路设计51-52
• 5.2 信号采集电路设计52-54
• 5.3 控制系统的软件设计54-57
• 5.3.1 主程序设计55
• 5.3.2 中断服务程序设计55-57
• 5.3.3 EPWM动作设定57
• 5.4 实验结果及分析57-60
• 5.4.1 驱动脉冲信号的生成57-58
• 5.4.2 补偿感性无功58-59
• 5.4.3 补偿容性无功59-60
• 5.5 本章小结60-61
• 结论61-63
• 参考文献63-67
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况67-68
• 致谢68-69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 刘文华,刘炳;IEGT——适用于STATCOM的新型大功率开关器件[J];电力电子技术;2001年04期

2 张晓虎;罗隆福;刘洁;;基于负荷实测的配电网无功优化及其降损节能效益分析[J];电网技术;2012年05期

3 黄伟雄;胡广振;王永源;雷雪;吴丹青;;南方电网35kV±200Mvar链式STATCOM现场试运行[J];电力系统自动化;2013年19期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 徐东飞;大容量STATCOM链节及其等价试验的研究[D];清华大学;2005年

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本文编号：548406