不对称负荷补偿的链式statcom控制系统的研究

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1、学巧化号１０５３２学号Ｐ１１０９０３９０分类号密级的巧心ＨＵＮＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ工程硕±学位论文不对称负荷补偿的链式ＳＴＡＴＣＯＭ控制系统的研究学位巧请人姓名宋国宁培养单位电气与信息工程学院畳师巧名及巧疏袁小芳副教授张静刚高级工程师学科专邮控制工程研究方巧电气自动化９月论文提交日期２０１５年学校代号：１〇５３２学号：Ｐ１１０９（Ｂ９０：密级＿湖南大学硕±学位论文不对称负荷补偿的链式ＳＴＡＴＣＯＭ控

2、制系统的研究学位审请人姓名：宋国宁导师姓名及职赖＝袁小芳副教授张静刚离级工賴师培养单位；电气与信息工程学院专业名巧：控制工程论文提交日期＝２０１５年９月２０日论文答辩日期；２０１５年１２巧３０日答辨委员会主席：刘宏立教授Ｃｈａｉ打ＳＴＡＴＣＯＭｃｏｎｔｒｏｌｏｆａｓｙｍｍｅｌｒｉｃｌｏａｄｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｒｅｓｅａｒｃｈｂｙＳＯＮＧＧｕｏｎｉｎｇＢ．Ｅ．ＨｕｎａｎＵｎｉｖ时ｓｉｔ０００（ｙ口Ａ

3、ｔｈｅｓｉｓｓｕｂｍｉｔｔｅｄｉｎａｒｔｉａｌｓａｔｉｓｆａｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐＲｅｑｕＭｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆ江ｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｎＣｏｎ化ｏｌＨ打ｇｅｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇｉｎ化ｅＧｒａｄｕａｔｅＳｃｈｏｏｌｏｆＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＳｕｅｒｖｉｓｏｒｐＡＮＡｓｓｏｃｉａｔｅｐｒｏｆｅｓｓｏｒＹＵＸｉａｏｆａ打ｇＳｅｎｉｏｒｅｎｉｎｅｅｒＺＨＡＮＧｊｉｎｇｇａｎｇｇＮｏ

4、ｖ，２０１５不对称负荷补偿的链式STATCOM控制系统的研究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

5、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

6、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

7、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。关键字:STATCOM；阶梯波调制；电容电压控制；不对称负荷II工程硕士学位论文AbstractStaticsynchronouscompensator(STATCOM)isacoretechnologyforflexible

8、ACtransmissionsystem(FACTS).Inthispaper,thekeytechnologiesofcascadeSTATCOMarestudied.Theproblemsofasymmetricalloadcompensationareresearched.ThetopologyandworkingprincipleofchainSTATCOMisintroduc