D-STATCOM變流器及控制策略的研究.pdf

1、隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高，電力用戶對(duì)供電質(zhì)量和可靠性越來越敏感。目前，電力系統(tǒng)存在無功補(bǔ)償容量不足，而系統(tǒng)中又存在不斷增加的無功負(fù)荷，特別是沖擊性無功負(fù)荷，不僅增加了損耗，而且嚴(yán)重影響了用戶端的電能質(zhì)量。配電網(wǎng)靜止同步補(bǔ)償器（D—STATCOM）是動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的重要一員，由于良好的補(bǔ)償性能，能跟蹤補(bǔ)償配電網(wǎng)的無功，還可減少?zèng)_擊負(fù)荷對(duì)配電網(wǎng)的沖擊。而變流器及其控制策略的研究是D—STATCOM技術(shù)研究的核心部分，對(duì)主回路及控制策略

2、的研究必能更好的改善STATCOM的效果，具有現(xiàn)實(shí)意義。 論文就三相三線D—STATCOM變流器的主回路結(jié)構(gòu)及其工作方式進(jìn)行了研究，對(duì)影響其補(bǔ)償容量、輸出紋波和直流側(cè)紋波的各個(gè)相關(guān)因素和參數(shù)進(jìn)行了數(shù)學(xué)分析和實(shí)驗(yàn)。提出了交錯(cuò)驅(qū)動(dòng)控制的主回路結(jié)構(gòu)和控制方法，并通過數(shù)學(xué)分析和實(shí)驗(yàn)，證明其在輸出紋波、直流側(cè)紋波、補(bǔ)償容量方面較傳統(tǒng)的三相三線變流器結(jié)構(gòu)及對(duì)應(yīng)的PWM工作方式具有明顯優(yōu)勢(shì)。 對(duì)STATCOM變流器裝置級(jí)控制策略進(jìn)行了

3、研究，對(duì)直接電流控制和間接電流控制的常用方法進(jìn)行了研究，討論了STATCOM工作在方波模式和PWM模式下所采用的控制方法。介紹了逆系統(tǒng)法和微分幾何法兩種應(yīng)用于非線性系統(tǒng)的控制方法。對(duì)直接電流控制的方法進(jìn)行了總結(jié)，提出本設(shè)計(jì)所采用的控制方法。 建立電壓型逆變器的標(biāo)幺化模型，詳細(xì)分析額定無功補(bǔ)償容量QN和允許輸出的最大紋波Ⅰ紋波這兩個(gè)裝置的性能參數(shù)，與主回路參數(shù)之間的關(guān)系；主回路參數(shù)包括直流側(cè)工作電壓Udc、串聯(lián)抗值L和載波比n之間

4、的制約關(guān)系。在對(duì)交錯(cuò)驅(qū)動(dòng)并聯(lián)結(jié)構(gòu)變流器進(jìn)行主回路參數(shù)進(jìn)行對(duì)比設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)，交錯(cuò)驅(qū)動(dòng)并聯(lián)橋式結(jié)構(gòu)在參數(shù)設(shè)計(jì)中，L、Udc、n三者之間的制約關(guān)系相對(duì)較小。這為主回路參數(shù)的選擇提供了更大的余地，而且比起傳統(tǒng)的PWM控制方式，其更容易實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的系統(tǒng)性能。 建立裝置的各個(gè)環(huán)節(jié)模型，應(yīng)用線性系統(tǒng)的典型Ⅰ型系統(tǒng)、典型Ⅱ型系統(tǒng)的控制理論，對(duì)直接電流控制的電流調(diào)節(jié)器和電壓調(diào)節(jié)器參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并用仿真加以驗(yàn)證，提出了數(shù)字化實(shí)現(xiàn)方案。 最后對(duì)研制