不对称负荷补偿的链式STATCOM控制系统的研究

发布时间：2017-08-08 14:25

  本文关键词：不对称负荷补偿的链式STATCOM控制系统的研究

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【摘要】：静止同步补偿器(STATCOM)是柔性交流输电系统(FACTS)中的一种核心装置。为了减小不平衡电压对系统供电性能的影响,STATCOM可以工作在不对称负荷补偿的模式下。本文对H桥串联型链式STATCOM的关键技术进行研究,研究了阶梯波调制方法、直流电容电压平衡控制和不对称负载的平衡补偿等问题。首先阐述了链式STATCOM的基本工作原理,在此基础上,运用同步旋转坐标变换在同步两相坐标系下建立了链式STATCOM的数学模型。针对阶梯波调制方法的链式STATCOM,深入探讨了其调制原理及具体实现方式,并给出了阶梯波开通角度的数学表达式。分析了阶梯波调制方法的电容电压不平衡现象,并给出了电容电压波动的数学表达式,在此基础上得到电容电压不平衡的规律。采用了选择开通方式平衡电容电压的控制方法,介绍了这种控制策略的原理和工作模式判断方法,并在仿真中对比了采用此种平衡控制方法与未采用平衡控制方法电容电压波形,验证了基于选择开通方式平衡电容电压的控制方法的有效性。采用了一种适用于补偿不对称负荷的链式STATCOM控制系统方案。该方案结合ip-iq法和对称分量法的分相导纳检测算法,详细介绍了基于对称分量法的检测导纳算法以及ip-iq法。考虑STATCOM等效串联电阻引起的系统非线性,使控制系统难以设计,将引起系统非线性部分分离出来,通过拟合函数的方式,找到以电纳Bg为输入,以控制角为输出的函数。控制器采用模糊PID方法,使系统具有了良好的动态性能。针对直接网侧导纳反馈、拟合函数模块+直接网侧导纳反馈、负载导纳前馈+拟合函数模块+直接网侧导纳反馈这三种控制方法进行了比较,分析了其中各部分引起的延迟时间。采用负载导纳前馈+拟合函数模块+网侧导纳反馈的不对称负荷平衡补偿方法,其中,负载导纳前馈响应速度快,网侧导纳反馈稳态无静差。在仿真平台搭建模型,验证了三种控制算法的正确性与有效性。针对提出的调制策略、电压平衡控制方法以及STATCOM用于不平衡负荷补偿的控制方法等相关问题进行了实验,搭建了380V/5A链式STATCOM实验系统,并在实验平台上进行了实验验证。
【关键词】：STATCOM 阶梯波调制 电容电压控制 不对称负荷
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM761
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 研究背景及意义12-14
• 1.2 STATCOM发展过程14-15
• 1.3 链式STATCOM的国内外研究现状15-18
• 1.3.1 链式STATCOM的电容电压平衡控制15-17
• 1.3.2 链式STATCOM的载波调制技术17-18
• 1.3.3 不对称负载电容电压平衡补偿方法18
• 1.4 本文的主要研究内容18-19
• 1.5 本章小结19-20
• 第2章 链式STATCOM基本原理及其调制方法20-28
• 2.1 STATCOM原理分析20-22
• 2.2 STATCOM数学模型22-25
• 2.3 阶梯波调制的基本原理25-26
• 2.4 开通角度的计算方法26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第3章 电容电压的平衡控制方法28-35
• 3.1 电容电压变化28-31
• 3.2 电容电压平衡控制的参数选择31
• 3.3 选择开通方式平衡电压的控制方法31-34
• 3.3.1 选择开通方式平衡电压的控制策略原理31-34
• 3.3.2 工作模式判断34
• 3.4 本章小结34-35
• 第4章 链式STATCOM控制系统设计35-48
• 4.1 不对称负荷平衡补偿控制系统35-41
• 4.2 控制器设计41-47
• 4.2.1 模糊PID控制41-43
• 4.2.2 控制方法43-47
• 4.3 本章小结47-48
• 第5章 仿真及实验结果分析48-65
• 5.1 仿真模型48-51
• 5.2 仿真结果分析51-58
• 5.3 实验装置说明58-60
• 5.4 实验结果分析60-64
• 5.5 本章小结64-65
• 第6章 结论与展望65-67
• 6.1 总结65
• 6.2 展望65-67
• 参考文献67-70
• 致谢70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘华东;张定华;唐建宇;邱岳烽;;抑制电弧炉闪变的STATCOM直接电压控制研究[J];电工技术学报;2012年09期

2 江道灼;张振华;;三相H桥级联静止同步补偿器的控制策略[J];高电压技术;2011年08期

3 杨晓峰;范文宝;王晓鹏;郑琼林;;基于模块组合多电平变换器的STATCOM及其控制[J];电工技术学报;2011年08期

4 王要强;吴凤江;孙力;段建东;;带LCL输出滤波器的并网逆变器控制策略研究[J];中国电机工程学报;2011年12期

5 刘钊;刘邦银;段善旭;康勇;史晏军;陈仲伟;;链式静止同步补偿器的直流电容电压平衡控制[J];中国电机工程学报;2009年30期

6 江友华;曹以龙;;级联型多电平变频器不同阶梯波调制算法的谐波分析[J];上海电力学院学报;2008年04期

7 段大鹏;江秀臣;孙才新;宋强;田伟;;用于不平衡负荷的D-STATCOM数学建模与系统仿真[J];高电压技术;2008年08期

8 王学华;阮新波;孙宜峰;;阶梯波合成技术级联多电平变换器功率均衡策略[J];中国电机工程学报;2008年24期

9 刘文华;宋强;滕乐天;郑东润;张东江;;基于集成门极换向晶闸管与链式逆变器的±50 Mvar静止同步补偿器[J];中国电机工程学报;2008年15期

10 张振环;刘会金;;单相有源电力滤波器L_2增益重复控制新方法[J];中国电机工程学报;2008年12期

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本文编号：640451