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摘 要: 本文采用非线性变换和非线性系统反馈线性化理论,建立了同步旋转坐标系下静止同步补偿器的非线性数学模型,结合线性系统最优控制原理,设计了STATCOM的状态反馈线性化解耦控制器,实现了有功功率和无功功率的解耦控制,并基于PSCAD/EMTDC的数字仿真,验证了所设计的控制器具有良好的控制性能。
关键词: 静止同步补偿器 反馈精确线性化 非线性控制
1.引言
与传统的无功补偿装置相比,静止同步补偿器(STATCOM)是一种采用全控型电力电子器件和PWM技术的电压源型变流装置(VSC,Voltage Source Converter)。这种新型的无功补偿装置不用大电感或大电容来产生感性和容性无功,它通过控制大功率电力电子开关器件的通断,在三相之间实现能量交换,从而产生所需的无功[1-3]。由于STATCOM的感性和容性运行工况均连续可调,因此在电力系统具有广阔的发展前途。
由于STATCOM系统是一个多变量、强耦合、非线性的系统,因此一般的控制技术很难达到较理想的控制特性。基于反馈线性化思想的非线性控制理论近些年获得了很大进展[4-8],而且成功地应用到FACTS装置中[5-7],并取得很好的控制效果。本文将非线性系统反馈线性化理论应用到STATCOM系统的建模和控制器设计中,建立了在同步旋转坐标系下STATCOM的非线性数学模型,提出了反馈线性化解耦控制策略,并基于PSCAD/EMTDC的数字仿真对所设计的控制器进行了仿真验证。
2.同步旋转坐标系下STATCOM的非线性数学模型
STATCOM的主电路一般由电压型逆变器通过变压器与交流系统连接。将STATCOM的器件损耗用集中参数电阻R等值表示,联接变压器仅计及其漏抗X,则STATCOM与交流系统的简化电路原理接线图如图1所示。
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
关键词: 静止同步补偿器 反馈精确线性化 非线性控制
1.引言
与传统的无功补偿装置相比,静止同步补偿器(STATCOM)是一种采用全控型电力电子器件和PWM技术的电压源型变流装置(VSC,Voltage Source Converter)。这种新型的无功补偿装置不用大电感或大电容来产生感性和容性无功,它通过控制大功率电力电子开关器件的通断,在三相之间实现能量交换,从而产生所需的无功[1-3]。由于STATCOM的感性和容性运行工况均连续可调,因此在电力系统具有广阔的发展前途。
由于STATCOM系统是一个多变量、强耦合、非线性的系统,因此一般的控制技术很难达到较理想的控制特性。基于反馈线性化思想的非线性控制理论近些年获得了很大进展[4-8],而且成功地应用到FACTS装置中[5-7],并取得很好的控制效果。本文将非线性系统反馈线性化理论应用到STATCOM系统的建模和控制器设计中,建立了在同步旋转坐标系下STATCOM的非线性数学模型,提出了反馈线性化解耦控制策略,并基于PSCAD/EMTDC的数字仿真对所设计的控制器进行了仿真验证。
2.同步旋转坐标系下STATCOM的非线性数学模型
STATCOM的主电路一般由电压型逆变器通过变压器与交流系统连接。将STATCOM的器件损耗用集中参数电阻R等值表示,联接变压器仅计及其漏抗X,则STATCOM与交流系统的简化电路原理接线图如图1所示。
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文