基于dsp的静止无功发生器的控制器_张敏

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1、《电气应用》!""#年第!$卷第%期·电力电子·!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!基于!"#的静止无功发生器的控制器张敏刘孙贤（湖南科技大学信息与电气工程学院!""#$"）摘要介绍了一种以数字信号处理器（%&’）为核心的静止无功发生器（&()）的控制系统。给出了系统的硬件结构，根据无功发生器的基本原理，阐述了基于坐标变换和状态反馈的线性化的鲁棒控制策略。在系统动模实验中，介绍了三种不同的实验。实验结果表明了所给控制系统的有效性。关键词静止无功发生器控制器数字信号处理器动模实验大后去控制/)0

2、-的导通和关断，使&()产生正$引言确的输出电压。在静止无功发生器（&()）中，控制器是其核（#）根据从电网采样得到的同步脉冲，产生出心部件之一。而控制器的功能和组成与主电路的形与电网电压同步的脉冲信号，使&()产生的输出式密切相关。主电路的结构形式主要考虑输出电压电压与电网电压保持同步，从而使&()能准确地和容量。目前国内外，如美国［"］、日本［#］以及我并网运行［3］。国清华大学［*，!］研制的&()，其主电路形式多采用（*）控制&()输出电压使与电网电压保持一多逆变器、曲折变压器或普通变压器连接的多重化定相角和控制调制度，从而精确地控制&()的无结构。这种结构的主电路容量问题

3、易于解决，采用功功率输出。多个适当相移的方波叠加也可较好地减小输出电压（!）执行高层保护功能，即当&()运行在过中的谐波含量。但存在主电路结构复杂、元件数量载或其他不正常状态，而电流又没有超过保护动作过多的问题，同时使控制电路硬件和软件复杂化。的整定值时，控制器通过保护功能使&()回到正随着电力电子制造技术的进步，单个器件容量越常工作状态，避免&()低层保护动作，使其能连来越大，已有可能用单个逆变器构成适当容量的续正常工作。&()，并利用脉宽调制（’+,）技术产生所需工频正（3）一旦控制器本身某些元件出现错误，控制弦输出电压。对这种结构的&()主电路，需要由控器能发现并报警，同时不

4、使装置完全退出运行，故制器产生适当的’+,脉冲序列来控制逆变器开关器障修复后，可很容易地恢复运行。件（)-.或/)0-）的开通与关断，产生适当幅值和%&%控制器的设计相位的正弦波电压，用以补偿系统无功。本文提出并在控制系统任务中，第（*）项是控制&()有研制了一种以数字信号处理器（%&’）芯片效补偿系统无功的关键。采用基于坐标变换和状态-,&*#$1#!$为核心的，针对上述&()主电路结构的反馈的线性化鲁棒控制策略。控制器及其控制策略，并给出实验结果。考虑包含&()的单负荷4无穷大系统，如图"所示。%控制策略［5］可得到&()的非线性模型如下·%&$控制系统任务!!"（!）"##"

5、（!）#""###（!）##"根据&()的工作原理，控制系统应完成以下#""（!）$""#"#（!）$#任务：%"!&"（!）!’*（"）产生一定的触发脉冲，经门极驱动电路放%#!&#（!）!’!湖南省教育厅资助科研项目（$*2$3!）—)(—基于9"5的静止无功发生器的控制器《电气应用》!""#年第!$卷第%期&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&最后，由基于黎卡提方程的鲁棒控制器设计方法［8］，得到"#$的鲁棒控制如下"&%%!（!）［%)’-（!）%)’-（!）］*1%%!（!）*7!7’

6、%式中，*&%!)*.&%’’’"&&!（!）!-!（!）#!)7-!（!）*%!!（!）&（/%’)!)!.）"（!），"（!）&’"-’（!）")7-’（!）$图!包含"#$的单负荷%无穷大系统等值电路而.是以下代数黎卡提方程的正定解式中：.(1(*.1.（#%’))*%!%’))*）.1-*-10&4**!!’’!!!&［!!，!’，!(，!)］&［"+,"+-.#/#,0］**"&［$!$’］&［%#+,.%#+-.］!控制器硬件结构%!&!(&#&，%’&!)&#,0，控制系统是"#$装置的重要组成部分，其性#（!）&［’!!!1!!’1’’!(，%!!!1’!!’，能直

7、接影响"#$的补偿效果。整个控制系统的硬’’2（!!%(!’1!’）1’!］*件结构如图’所示。(!!1’)!’，!!(+!’3))**$!!（!）&［4，4，!，4］$!’（!）&［4，4，4，!］**$!，4，4，!，4，’!（!）&［)4］$’’（!）&［4，)4］5+(+!’’!&%’’&’(&%!4)*)+)+!4(+)6(!’)&%’2&’3&%)+’++(,0以上各式中，有关变量的含义可参见文献［2］。根据基于坐标变换和状态反馈的精确线性化方法［3］，选