基于模糊PI控制器的STATCOM研究

论文摘要

柔性交流输电系统FACTS(Flexible AC Transmission System)的出现,为现代电力系统的安全、经济、可靠和优质运行,提供了十分有效的手段,成为近年来一项有效改善电能质量的新兴技术。静止同步补偿器STATCOM(Static Synchronous Compensator),作为FACTS家族中重要的一员,与传统的无功补偿装置相比,不仅降低了装置的体积和成本,而且具有更快的反应速度和更为平滑的调节特性。STATCOM借助其优越的控制性能和良好的补偿效果,成为了当今国内外的研究热点。本文详细介绍STATCOM的电路结构、工作原理。讨论了采用电流间接控制和采用电流直接控制的两种STATCOM控制策略。提出了基于模糊PI控制的STATCOM控制算法,结合模糊控制动态特性好和PI控制响应速度快等优点,不仅使系统响应迅速,而且具有满意的控制精度,易于实现数字控制。本文采用MATLAB软件,依据模糊PI控制策略对STATCOM进行了系统级建模及仿真。仿真分析了该控制方法的调节特性和动态特性。结合以上,完成了基于数字信号处理器——DSP的STATCOM控制器的硬软件的方案设计。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 无功功率以及无功补偿的意义
• 1.3 柔性交流输电（FACTS）技术概述
• 1.4 无功补偿装置介绍
• 1.5 STATCOM 的研究现状及意义
• 1.6 本论文的主要研究内容
• 2 STATCOM 装置的原理及数学建模
• 2.1 概述
• 2.2 静止同步补偿器（STATCOM）的工作原理
• 2.3 静止同步补偿器（STATCOM）数学模型的建立
• 2.4 静止同步补偿器（STATCOM）的稳定性分析
• 2.5 小结
• 3 STATCOM 的主电路结构研究和控制策略
• 3.1 提高逆变器容量的措施
• 3.2 三电平四重化结构
• 3.3 STATCOM 的控制策略
• 3.3.1 电流的间接控制
• 3.3.2 电流的直接控制
• 3.4 小结
• 4 基于模糊逻辑的STATCOM 控制器设计
• 4.1 模糊控制概述
• 4.2 模糊控制中的应用模糊数学
• 4.3 STATCOM 控制器的设计
• 4.3.1 维持节点电压和抑制电压闪变
• 4.3.2 阻尼振荡
• 4.3.3 系统的暂态稳定极限
• 4.3.4 STATCOM 模糊控制器的设计
• 4.4 小结
• 5 基于模糊逻辑的STATCOM 控制器的仿真分析
• 5.1 MATLAB 简介
• 5.2 STATCOM 主电路仿真模型的建立
• 5.3 仿真结果
• 5.4 小结
• 6 STATCOM 装置的控制系统结构与实现
• 6.1 控制器设计的要求
• 6.2 控制器主控单元的设计
• 6.2.1 DSP 介绍
• 6.2.2 通讯接口硬件设计
• 6.2.3 复位电路设计
• 6.3 测量采样系统
• 6.3.1 A/D 采样
• 6.3.2 测频电路
• 6.4 脉冲发生器的设计
• 6.4.1 STATCOM 对脉冲发生器的要求
• 6.4.2 DSP 脉冲发生器的实现
• 6.5 控制器软件的设计
• 6.5.1 上位机软件设计
• 6.5.2 DSP 控制器的软件设计
• 6.5.3 DSP 脉冲发生器的软件设计
• 6.6 小结
• 结论
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集