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1、SPWM型DSTATCOM的双变量协调控制第39卷第1期2005年2月电力电子技术PowerElectronicsVo1.39,No.1Februarv.20CSPWM型DSTATCOM的双变量协调控制马献鸿,同向前,李峰(西安理工大学,陕西西安710048)摘要:基于SPWM变流器结构的静止同步补偿器(DSTATCOM)是一种新型无功补偿装置.它具有发出容性无功功率和吸收感性无功功率的双向补偿功能.通过实验探讨了SPWM型DSTATCOM的控制策略,比较了不同控制策略下DSTATCOM的动态性能.实验结果表明,采用控制角与调制深度相结合的双变量协调控制能获得更好的动态
2、性能.在经典的PI控制中引入前馈环节,进一步提高了装置的响应速度.实验装置从输出容性(感性)额定无功功率切换到感性(容性)无功功率的调节时间不到两个工频周期.关键词:变流器;无功功率补偿/静止同步补偿器:前馈控制中图分类号:TMTM714I3;TM46文献标识码:A文章编号:1000一l00X(2005)Ol—O029-03Dual-variablesControlofSPWM.basedDSTATCoMMAXian—hong,TONGXiang—qian,LIFeng'(XiairUniversityofTechnology,Xiair710048,China)Abs
3、tract:DSTATCOMbasedonvoltagesourceconverterisanewtypeofreactivepowercompensator,whichcangenerateordrawreactivepowerfromthepowernetwork.ThecontrolwayofSPWM-basedDSTATCOMisinvestigated,andthedynamicperformanceofDSTATCOMwithdifferentcontrolstrategiesiscompared.Theexperimentalresultsshowthat
4、theCO-controlofcontrolangleandmodulationindexhasbetterdynamiccharacteristics.AforwardlinkaddedtotheclassicPIcontrollerimprovesdynamicresponse,andtheregulatingtimeofthetesteddevicefromtheratedleadingVar(1aggingVar)tolaggingVar(1eadingVar)islessthantwocycles.Keywords:converter;,reactivepow
5、ercompensation/DSTATCOM;forwardcontrol1引言静止无功补偿器(DSTATCOM)是柔性交流输电家族中的重要一员.DSTATCOM采用可关断器件在电网三相之间实现无功交换.只要在直流侧并联较小容量的电容器,便可向电网提供大量的无功.与传统的补偿方法相比较,DSTATCOM具有响应快,体积小,谐波少,不易与系统发生谐振的优点.随着电力电子技术的发展和控制技术的完善.PWM型DSTATCOM将广泛用于电力系统中.本文对PWM型DSTATCOM两种基于稳态模型的控制方法作了分析.并给出了实验验证.这对研制PWM型DSTATCOM具有一定的指导
6、意义.2DSrATCoM的控制原理PWM型DSTATCOM是通过可关断器件构成的逆变器产生与电网同步的电压源.经小电抗器并入电网.通过改变逆变电源的幅值及其与电网电压之间的相位.达到吸收或产生无功的目的.DSTATCOM的主电路如图1所示.从系统来看,如果系统电定稿日期:2002一l1一l8作者简介:马献鸿(1978一),男,湖北人,硕士研究生,研究方向为电力电子与无功补偿.压大于DSTATCOM端电压的基波分量DSTATCOM相当于可调图lDSTATCOM主电路图电抗器.反之,如果Us<DSTATCOM则相当于可调电容器.图2为DSTATCOM的稳态等效电路和相
7、量关系【lI.其中电阻尺是非电流超前电流滞后图2DSTATCOM稳态等效电路图线性的,表征有功损耗,且尺《.忽略R,司得DSTATCOM的简化关系式【2】:p=U.U~sin6一(1)Q:(2)由于控制角6通常很小.无功调节主要靠控制逆变输出电压来实现.DSTATCOM有两种控制第39卷第1期20o5年2月电力电子技术PowerElectronicsVo1.39,No.1Febinary.20C方案:一是固定调制深度入,通过调节6来控制直流电压的升降,从而实现逆变电压幅值的变化,达到产生或吸收无功的目的;二是调节6以稳定直流电压,调节调制
