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智能配电网静止无功同步补偿器研究

2020-12-25阅读(526)

智能配电网静止无功同步补偿器研究

论文摘要

智能配电网静止无功同步补偿器是在顺应国家建设坚强智能电网的形势下提出的无功补偿技术,对节能降耗具有重要的社会与经济意义。本文在分析了国内外无功补偿技术的研究现状基础上,结合我国智能电网的建设目标,总结了智能配电网静止无功同步补偿器的新特点。经过比较D-STATCOM装置的电压型和电流型两种三相桥式电路的优缺点,选择了电压型两电平三相桥式拓扑结构作为本课题D-STATCOM装置的主电路,根据电路理论深入分析了其物理特性,建立了基于微分方程的动态数学模型;依据其稳态时的工作状态,建立了近似稳态数学模型,从而得到了无功电流与相角差θ的近似线性关系。在分析D-STATCOM装置启动过程中各种变量的变化规律的基础上,结合逆系统控制方法和非线性PID技术,依据推导的近似稳态数学模型提出了基于稳态逆系统模型的双变量非线性无功补偿控制策略,并通过推导基于瞬时无功功率理论的id-iq电流检测方法,确定了双变量非线性无功补偿控制策略中的无功电流参考值,最后通过仿真和模拟实验验证了该控制策略具有优良的静、动态控制性能。为了扩展D-STATCOM装置的功能,根据电路理论分析了引起电网电压跌落的因素,提出了考虑补偿有功突率的用于抑制电压跌落的控制策略,并进行了仿真实验。本文课题以TI公司的高性能浮点式DSP芯片TMS320C28343为信号采集与控制核心,完成了D-STATCOM装置控制器的软、硬件的开发,以20V直流稳压电源、光耦（TPL521）和RC滤波电路为搭建了验证控制算法用的安全电压级模拟系统,在此实验平台上验证了控制算法和脉冲调制算法的可行性。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题的背景及意义
  • 1.2 无功补偿的发展概况
  • 1.3 智能配电网静止无功同步补偿器的研究现状
  • 1.4 本课题的主要工作内容
  • 第二章 D-STATCOM 工作原理与数学建模
  • 2.1 D-STATCOM 的工作原理
  • 2.2 D-STATCOM 的数学建模
  • 2.2.1 D-STATCOM 的动态数学模型
  • 2.2.2 D-STATCOM 的稳态数学模型
  • 第三章 无功电流检测技术
  • 3.1 d-q-0 正交坐标变换
  • d-iq 法的基本原理'>3.2 id-iq法的基本原理
  • d- iq 的无功电流检测理论分析'>3.3 基于id- iq的无功电流检测理论分析
  • 3.4 低通滤波器的选取与设计
  • d- iq 的无功电流检测仿真'>3.5 基于id- iq的无功电流检测仿真
  • 第四章 基于非线性 PID 技术的控制方法
  • 4.1 逆系统与非线性PID 控制的基本理论
  • 4.2 基于逆系统模型的双变量非线性控制方法
  • 4.3 基于有功电流突增率的抑制电压跌落方法
  • 4.4 仿真实验
  • 4.4.1 无功补偿仿真试验
  • 4.4.2 抑制电压跌落仿真试验
  • 第五章 D-STATCOM 装置研制
  • 5.1 D-STATCOM 的主电路设计
  • 5.2 控制系统设计
  • 5.2.1 硬件设计
  • 5.2.2 软件设计
  • 第六章 模拟实验
  • 6.1 控制算法验证试验
  • 6.2 装置级模拟试验
  • 第七章 总结与展望
  • 7.1 总结
  • 7.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录 攻读学位期间的主要科研成果

    • 相关论文文献

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