链式STATCOM反馈线性化控制方法的研究.pdf

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1、第50卷第1期电力电子技术Vo1．50，No．12016年1月PowerElectronicsJanuary2016链式STATCOM反馈线性化控制方法的研究庞婷，曾光，杨波(西安理工大学，自动化与信息工程学院，陕西西安710048)摘要：链式静止同步补偿器(STATCOM)是一个强耦合、非线性系统。针对链式STATCOM控制方法的问题．对星形连接方式下的链式STATCOM进行数学建模，并详细推导了反馈线性化控制方法下的反馈线性化控制规律，给出了系统控制框图及其具体的控制器参数设计。将反馈线性化控制方法与传

2、统线性PI控制进行仿真和实验对比，结果表明反馈线性化控制方法具有更快的动态响应速度。针对电容电压平衡问题，采用电压外环和独立均压控制相结合的方法，使得电容电压无论在何种工况下均能保持固定值不变且相互平衡，同时通过仿真和实验验证．表明平衡策略的有效性关键词：静止同步补偿器；反馈线性化控制：电容电压平衡中图分类号：TN715文献标识码：A文章编号：1000一lOOXf2016)01—0053—03StudyofLinearizationViaFeedbackControlMethodforCascadeSTAT

3、C0nPANGTing，ZENGGuang，YANGBo(Xi’anUniversofTechnology，Xi’m710048，China)Abstract：Cascadestaticsynchronouscompensator(STATCOM)iscouplingandnonlinear．AgainsttheissueofthecontrolmethodforSTATCOM，themathematicsmodelisestablished，thelawoflinearizationvia~edbacki

4、sdeduced，theoverallcontrolblockandthedesignofcontrolleraregiven．Theperformancesoflinearizationvia~edbaekandtraditionalPIarecomparedbysimulationandexperiment，theresuhsshowthatlinearizationvia~edbackhasquickerdynamicresponse．Forthebalanceofcapacitorvoltage，t

5、heouterloopandindividualcontrolarecombinedtoensurethatthecapacitorvoltageareconstantunderanyworkconditionandthevoltageofeachH—bridgearebalanced．Thesimulationandexperimentalresultsbothshowthatthemethodisfeasibleandefective．Keywords：staticsynchronouscompensa

6、tor；linearizationviafeedbackcontrol；balanceofcapacitorvoltagesFoundationProject：SupportedbyShaanxiProvincialProjectofSpecialFoundation(No．105-00X901)1引言进行反馈线性化解耦．不同于局部近似线性化会损失一次项以外所有信息，而是在合适的坐标变STATCOM是利用大功率电力电子器件组成的换下实现精确的线性化，没有丝毫信息的丢失。自换相逆变器。辅助以小容量储能元件构成

7、的新针对电容电压平衡问题．摒弃了不同工况下一代动态无功补偿装置。其中，链式结构以其无需电容电压稳定值不同这一方法．采用电压外环和接入多重化变压器、占地面积小、便于实现模块独立均压控制结合的方法。使电容电压稳定在固化、补偿容量大、响应速度快等优点，成为现阶段定值的同时实现平衡．因而避免了电容在不同工大功率高电压等级的主要拓扑结构。在科研机构况下充放电对响应速度的影响。和工业场合得到广泛研究和应用[1】。由于STATCOM在此建立星形连接方式下的级联STATCOM数学模型的非线性和强耦合性．存在的一个难点数学模

8、型，详细推导出反馈线性化控制规律及其就是有功和无功的解耦控制。解耦模型。具体设计了PI控制器。采用简单的方对于有功和无功功率耦合，文献[2]采用PI控法实现电容电压的稳定和平衡。最后对闭环系统制器进行解耦，其参数整定困难，难在大范围应进行仿真和实验验证。用。在此利用非线性控制理谢，】将链式SrATC0M2STATCoM数学模型及反馈线性化基金项目：陕西省重点学科建设专项资金资助项目(105一链式STATCOM的整