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静止同步补偿器(STATCOM)是柔性交流输电系统(FACTS)设备中的一种,可以对电网的无功功率进行动态补偿,作为新一代无功功率补偿装置,它以其平滑的无功调节、快速的动态特性等优良性能引起了国内外科研与工程领域的广泛关注。
本论文首先阐述了无功功率对电力系统的影响,分析了无功补偿的重要性。介绍了无功补偿装置的发展、STATCOM的研究现状及其发展趋势。根据所建立的STATCOM等效模型,详细介绍了其工作原理,与SVC相比较,表现出良好的工作特性。
接着采用开关函数法建立了STATCOM的动态数学模型,并根据STATCOM的动态数学模型,应用劳斯—赫尔韦兹判据对其稳定性进行分析。在建立连接于电力系统时的STATCOM动态模型的基础上,提出了STATCOM的鲁棒H∞控制,重点阐述了该控制方法的原理、结构及设计步骤。
然后,采用TI公司的DSP芯片TMS320F2812为中央处理器,提出了一种应用于STATCOM的DSP+CPLD数字化控制电路系统方案,对该数字控制系统的硬件、软件进行设计,详细阐述了DSP的外围接口电路,并且设计了模拟信号的预处理电路、同步检测电路和DSP与CPLD的接口电路。
最后通过MATLAB仿真软件分析了系统在不平衡情况下STATCOM的特性及电感参数、电容参数对直流电容电压的影响,验证了鲁棒H∞控制器对STATCOM系统具有良好的控制性能,在保证整个系统稳定的同时,可以消除由于干扰引起的控制性能恶化,并且对维持负载母线上的电压稳定有较好的作用;并进行实验研究,结果表明,搭建的以DSP为核心的高精度脉冲发生器硬件电