基于内模控制的静止同步补偿器研究

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1、第35卷第5期四川I电力技术Vo1．35，No．52012年10月SichuanElectricPowerTechnologyOct．，2012基于内模控制的静止同步补偿器研究张花芝。张花云，高俊，李亚辉(1．西南交通大学，四川成都61003l；2．洛阳理工学院，河南洛阳471000)摘要：静止同步补偿器(STATCOM)的控制策略很多，其中传统的P，控制在工程实际中应用最广泛，但它存在很多缺点，尤其是参数整定较麻烦，为此根据内模控制原理，对STATCOM的电流环采用前馈解耦控制策略，设计了STAT-COM的双闲环内模

2、解耦控制器，设计原理简单，物理概念清晰，容易实现，而且能够达到良好的效果，最后经过实验验证了这种控制方法的良好性。关键词：静止同步补偿器；前馈解耦；内模控制Abstract：STATCOM(staticsynchronouscompensator)hasmanycontrolstrategies，andthemostwidelyusedinengineeringpracticeistheconventionalPIcontrolwhichhasmanyshortcomings，especiallythemorediff

3、icultparametertuning．Therefore，doubleclosed—loopdecouplingcontrollerbased0ninternalmodelisdesignedforSTATCOM，whosecurrentloopadoptsthefeed—forwarddecouplingcontrolstrategy．Theprincipleissimpleandthephysicalconceptisclear，whatgmore，itcana—chievegoodresults．Inthee

4、nd，thegoodperformanceofthiscontrolmethodisverifiedbytheexperiments．Keywords：staticsynchronouscompensator；feed—forwarddecoupling；internalmodelcontrol中图分类号：TM714文献标志码：A文章编号：1003—6954(2012)05—0015—06对输出的影响包含在反馈信号中，使系统得不到及时0引言有效的补偿。如果将常规反馈控制器进行如下的变形就得到内模控制器-31(如图2)，

5、其中P(s)为控电力系统是一个庞大的非线性系统，而且系统制对象，C(S)为反馈控制器，()为对象模型，参数不固定，对于这样的系统，应用传统的PI控制(S)为扰动量，R(S)为参考输入，l，(S)为系统输出，很难使系统达到良好的效果，而且Pl要整定的参数Ⅳ(5)为反馈量，虚线框图中的Q(S)为内模控制器。较多，参数整定起来较为麻烦。内模控制是一种基于过程数学模型进行控制器设计的新型控制策略，是一种实用性很强的控制算法，设计原理简单，参数整定直观，由于它不过分依赖被控制对象的数学模型，能够使系统获得良好的动态性能，具有较强

6、的鲁棒性，近几年来已在很多领域得到了广泛的应图1常规反馈控制器结构框图用⋯。将内模控制应用于STATCOM的控制当中，根据控制目标设计了STATCOM的双闭环内模解耦控制器，它能使系统具有很好的抗扰动性，在实际中具有一定的工程应用价值。1内模控制原理常规反馈控制器(如图1)是将系统输出直接作为反馈信号，这样就会把外部不可测扰动信号d(S)图2内模控制器结构框图·15·第35卷第5期四川电力技术Vo1．．53．o．32012年lO月SiehuanElectricPowerTechnologyOct．．2012由图2可以得

7、出下面的关系式。由图3可得STATCOM的数学模型如下。dish．,c㈣=猎(1)ul。：u一isha-Lsh·dishb(3)=鬻+“16=u舶一舶一L[!=【2丝【2]!2一!)(!()dishc1+Q(S)[P(S)一M(S)]一1+c(S)P(S)。“。=M一Rishc-Lsh·1CSPS(2)式(3)可化为如下的矩阵形式。+()()、～由上式(1)、(2)可知：当控制对象与模型匹配Fish,7(即P(．s)=M(．s))时，若选择Q(．s)时，则柚(4)y(S)=R(S)，即系统的输出等于输入，不受任何干以扰

8、信号的影响，具有较强的鲁棒性。当控制对象与模型不匹配时，反馈信息中包含扰动量和模型失配将式(4)进行3／2Park变换可得。的某些信息，从而有利于控制系统的抗扰动设计。R^一由于各种原因，在实际工程中很难保证对象模t'hd]--I-(5R^⋯型的准确性，为了解决这种情况而引入了滤波环节一(滤波器)，其目的是当控制对象与模型失配时使