配电系统静止同步补偿的一种建模方法及逆系统PI控制策略

配电系统静止同步补偿的一种建模方法及逆系统PI控制策略作者：黄飞航学位授予单位：西安理工大学相似文献(10条)1.学位论文张军利基于DSP的配电系统静止同步补偿器（DSTATCOM）的研究2007配电系统静止同步补偿器是近年来电力系统中研究的动态无功补偿的重要装置之一.本文分析比较DSTATCOM与传统无功补偿装置的区别及其优势,并对目前国内外DSTATCOM的研究现状进行了叙述.目前DSTATCOM主电路有电压型桥式电路和电流型桥式电路,本文采用电压型桥式电路,并详细叙述采用电压型桥式电路的DSTATCOM的工作原理,由分析可见DSTATCOM的性能优于SVC等传统无功补偿装置,利用开关函数法建立DSTATCOM的数学模型.在分析非正弦电路中无功功率概念的基础上,推导本文使用的瞬时无功功率理论中的i,p,i,q运算方式进行无功电流检测的具体过程；DSTATCOM的控制方法有电流直接控制方式和电流间接控制方式,本设计采用电流间接控制方式中的双变量协调控制策略,其中无功电流采用预测+PI控制方式,直流侧电压采用传统PI控制方式.脉冲波的发生采用直流侧电压利用率高、开关损耗小、谐波含量低的SVPWM调制方式.本课题以TI公司的TMS320LF2407ADSP为控制核心,以集成工GBT的智能功率模块IPM为主电路的电压源型变换器,搭建DSTATCOM的实验装置,并对本文提出的控制方法进行了调试研究,从实验结果可见本文采用的无功电流的预测+PI控制方式的动态性能优于传统PI控制方式,DSTATCOM装置的性能基本达到设计要求.2.期刊论文张军利.ZHANGJun-li配电系统无功补偿器DSTATCOM的实现-电测与仪表2008,45(7)为了全面系统地认识配电系统无功补偿器(DSTATCOM-DistributionStaticSynchronousCompensator),研究其工作特性,本文在分析DSTATCOM工作原理的基础上对其进行了深入的理论分析并建立它的数学模型.采用MATLAB仿真软件对该装置的工作过程进行了仿真研究,并在实验室搭建了无功补偿装置的试验平台.从仿真结果可见,本文分析的工作原理和建立的数学模型是正确的;从试验波形可见,DSTATCOM不仅能够动态调节无功功率,而且其响应速度非常快,对无功功率的调节是连续无级差的,补偿效果是明显的.3.学位论文许军山配电系统静止同步补偿器的研究2008静止同步补偿器(StaticSynchronousCompensator，简称STATCOM)是柔性交流输电系统(FlexibleACTransmissionSystem，简称FACTS)的一个重要组成部分，由于其能够快速、有效的补偿系统中的无功功率，具有较好的调节特性，已成为现代静止无功补偿技术研究的热点。使用STATCOM的目的是为了解决日益增加的电力用户和资源有限的电网容量之间存在的矛盾，同时还为了解决电力系统中由于使用了大量非线性的新型器件和其它原因所产生的电能质量问题。迄今为止的研究和应用，侧重于输电系统中高压大容量STATCOM的研制。本文针对低压配电系统中STATCOM的应用展开论述，它要解决的主要任务是无功功率的补偿和输入端电压的稳定，并对特殊负荷实现动态补偿。文中简要介绍了几个常用的无功补偿装置的工作原理，以及它们之间在结构和调节特性上的区别。在详细分析了STATCOM的工作原理、典型主电路结构以及其在改善电能质量中的具体应用后，选择三相桥三电平逆变器为DSTATCOM主电路，通过对比不同的无功补偿方案，选择跟踪补偿方式，并以此为依据计算装置补偿容量。文中根据三电平逆变器的开关函数，建立了电压型逆变器DSTATCOM的动态模型，并结合理论分析了模型中参数的选取原则。同时，本文给出了基于DSP芯片的控制器硬件设计方案，包括同步电路、测量电路、驱动电路和保护电路等的设计。文中针对配电系统中无功功率补偿的特点，提出了基于预测控制的电压内嵌型双闭环控制策略，并设计了控制器。利用MATLAB/SIMULINK仿真工具，构建补偿装置主电路电压逆变器模块，并搭建了仿真电路。分别就PI控制策略和预测电流控制策略对输出无功功率和直流侧电压进行控制，仿真分析了DSTATCOM在补偿容性无功和感性无功过程中的动态补偿作用，比较了PI控制与预测电流控制下的的性能。仿真结果表明，文中提出的基于预测控制的电压内嵌型双闭环控制策略能有效地实现无功功率的动态补偿。4.期刊论文许树楷.宋强.刘文华.童陆园.XUShu-kai.SONGQiang.LIUWen-hua.TONGLu-yuan配电系统大功率交流电弧炉电能质量问题及方案治理研究-中国电机工程学报2007,27(19)根据典型参数搭建电弧炉供配电系统,采用电弧炉现场录波数据作为负荷模型,以此为平台对电弧炉运行时给系统带来的电能质量问题进行详细分析,包括负荷谐波、不平衡以及母线电压波动等.以电能质量治理为目标,综合设计补偿方案:无源电力滤波器用于滤除负荷谐波电流,降低连接母线电压的总谐波畸变(totalharmonicdistortion,THD),而变压器隔离的链式DSTATCOM配合瞬时电流分相控制方法,能够分相快速对负荷相电流进行控制,补偿负荷不平PSCAD/EMTDC中构建仿真系统,对基于现场数据模型的衡、抑制母线电压波动和闪变现象的产生.在电弧炉系统和补偿方案进行研究,最后给出了仿真结果用以表明所提治理方案的有效性.5.学位论文高立刚静止同步补偿器对配电系统继电保护的影响研究2008静止同步补偿器(DSTATCOM)作为柔性交流输电系统(FlexibleACTransmissionSystems)的补偿装置,可以对交流系统的无功功率(电流)进行控制,从而能有效提高交流系统的安全稳定性,使传统的交流输电系统具有更高的柔性和灵活性,使输电线路得到充分利用。电流保护是配电系统中最基本的保护类型,对于安装DSTATCOM的配电系统,由于DSTATCOM的补偿作用,保护的动作情况必然受到影响。本文在建立装有DSTATCOM的配电系统模型的基础上,主要研究DSTATCOM对电流保护动作和性能的影响。本文首先分析了静止同步补偿器的基本工作原理、主电路结构及其控制策略,根据不同的控制策略和调制方式,分别研究了DSTATCOM对配电系统的补偿作用；其次采用IEEE配电系统数学模型,研究DSTATCOM对配电网电流保护的影响,着重分析了DSTATCOM对电流保护选择性和灵敏性的影响。并利用电磁暂态仿真软件(PSCAD/EMTDC)对安装DSTATCOM的配电系统进行了仿真研究。仿真结果表明：DSTATCOM可以补偿母线电压和无功电流,有效提高系统的稳定性,但是对保护的动作情况产生一定影响,使其失去选择性。针对静止同步补偿装置影响电流保护选择性的问题,提出了五段式电流保护的新方案。把电流保护分为：不灵敏Ⅰ段保护、灵敏Ⅰ段保护、不灵敏Ⅱ段保护、灵敏Ⅱ段保护、Ⅲ段保护。不灵敏Ⅰ段用于提高Ⅰ段保护的动作速度,灵敏Ⅰ段用于提高灵敏度；不灵敏Ⅱ段用于提高Ⅱ段保护的动作速度,灵敏Ⅱ段用于提高Ⅱ段保护的灵敏度和提高作为下一线路远后备的动作速度；Ⅲ段保护作为本线路Ⅰ段、Ⅱ段保护的后备保护。仿真结果表明：五段式电流保护方案解决了DSTATCOM对保护选择性的影响问题,提高了电力系统的可靠性。6.期刊论文郑宏.白雪飞.文维娟.罗林.杨祥令静止同步补偿器在配电网的应用仿真-电气应用2008,27(3)配电网电能质量问题日益严重,开发和研制能有效提高供电质量的补偿装置是电力系统研究领域的新热点.通过静止同步补偿器在配电网的应用仿真分析配电系统中静止同步补偿器(DSTATCOM)进行无功补偿的意义.通过对其工作原理的分析,用Matlab仿真软件对在配电网上应用STATCOM无功补偿进行仿真.得到了DSTATCOM随电源电压变化的动态响应波形图.DSTATCOM补偿器在配电系统中达到很好的动态补偿效果,推广应用的前景非常广阔.7.学位论文弓晋霞STATCOM应用于配电系统的仿真研究2006近年来，随着我国电力工业的不断发展，大范围的高压输电网络逐渐形成，同时对电网无功功率的要求也日益严格。无功电源如同有功电源一样，是保证电力系统电能质量、降低电网损耗以及保证其安全运行所不可缺少的部分。电网无功功率不平衡将导致系统电压的巨大波动，严重时会导致用电设备的损坏，出现系统电压崩溃和稳定破坏事故。因此，无功补偿对电力系统十分重要，研究无功补偿有着重要的现实意义。静止同步补偿器(STATCOM)是最近发展的新型的无功补偿装置。它将自换相桥式电路通过变压器或者电抗器直接并联在电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值，或者直接控制交流侧电流，就可以使电路吸收或发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。本文介绍了STATCOM的系统结构图，对它的工作原理进行了详细的描述。建立了STATCOM的动态数学模型，应用劳斯-赫尔韦兹判据对其稳定性进行深入的分析，研究表明STATCOM具有结构稳定性。本文采用一种多电平多重化的主电路结构，有效提高装置电压等级、容量，消除谐波，并应用MATLAB对其进行装置仿真。快速、准确地检测系统特征量是STATCOM运行的前提条件，利用瞬时无功功率p-q变换准确性的特点，研究基于瞬时无功功率理论的检测技术，并通过仿真校验其性能。本文建立了天津钢管有限责任公司配电系统的仿真模型，对STATCOM维持系统电压的能力进行了功能测试。设计的STATCOM装置控制规律实现了无功电流的间接控制，不仅可以抑制系统电压跌落，而且能使直流侧电压保持稳定。对于投入STATCOM装置的配电系统进行仿真，仿真证明了装置的可行性，可以有效地提高电能质量。理论上分析了STATCOM装置不同的参数对于直流侧电压的影响，并且进行仿真验证。通过比较得出STATCOM比SVC有更强的电压支撑能力。8.期刊论文王霞.高沁翔.WANGXia.GAOQin-xiang配电网静止同步补偿器在改善电能质量中的应用-江苏电器2007(4)介绍了电能质量的控制与改善和控制电压技术与调节无功功率的关系,阐明了配电网静止同步补偿器DSTATCOM作为一种新型的用于配电系统的动态无功补偿装置,可以通过与系统进行无功交换来维持系统的电压恒定,提高系统稳定性.应用实例表明,它能有效补偿非线性负荷对配电网的冲击,改善电能质量,并能提高生产效率,降低单位产品的能耗.9.学位论文谢广志滑模变结构控制在DSTATCOM中的应用研究2007随着现代工业的发展，用户对电能质量的要求也越来越高。柔性交流输电系统(FACTS)逐步延伸到配电系统，形成了以变流器为核心的电能质量控制技术，简称为用户电力技术(CustomPower)。本文主要研究其代表装置：配电系统静止同步补偿器(DSTATCOM)，包括DSTATCOM的主电路及基本原理，基于瞬时无功理论的无功功率和谐波电流的检测，脉宽调制技术，DSTATCOM的控制策略。滑模变结构控制是一种非线性控制方法，对电力电子开关变换器非线性特质具有天然的适用性，采用滑模变结构控制的变换器具有稳定范围宽、动态响应快、鲁棒性强、控制实现简单等优点，成为研究的热点。本文在研究传统PI控制的基础上，将滑模变结构控制应用于DSTATCOM装置，提出了基于αβ系统的电压型DSTATCOM积分滑模变结构控制策略，和基于电流型DSTATCOM指数趋近律滑模变结构控制策略。应用本文提出的控制策略，能够克服PI控制的缺点，充分发挥装置的性能，达到更好的无功补偿、抑制谐波和消除三相不平衡效果。本文利用电力系统仿真软件PSCAD/EMTDC对基于PI控制的直接控制法和本文所提出的两种滑模变结构的控制方法进行了详细的仿真和验证，并进行了比较研究。10.期刊论文孟燕妮.杨晓萍.张贤洪.MENGYan-ni.YANGXiao-ping.ZHANGXian-hong基于MATLAB的DSTATCOM控制器仿真研究-计算技术与自动化2005,