滑模变结构控制在DSTATCOM中的应用研究

论文摘要

随着现代工业的发展,用户对电能质量的要求也越来越高。柔性交流输电系统(FACTS)逐步延伸到配电系统,形成了以变流器为核心的电能质量控制技术,简称为用户电力技术(Custom Power)。本文主要研究其代表装置:配电系统静止同步补偿器(DSTATCOM),包括DSTATCOM的主电路及基本原理,基于瞬时无功理论的无功功率和谐波电流的检测,脉宽调制技术,DSTATCOM的控制策略。滑模变结构控制是一种非线性控制方法,对电力电子开关变换器非线性特质具有天然的适用性,采用滑模变结构控制的变换器具有稳定范围宽、动态响应快、鲁棒性强、控制实现简单等优点,成为研究的热点。本文在研究传统PI控制的基础上,将滑模变结构控制应用于DSTATCOM装置,提出了基于αβ系统的电压型DSTATCOM积分滑模变结构控制策略,和基于电流型DSTATCOM指数趋近律滑模变结构控制策略。应用本文提出的控制策略,能够克服PI控制的缺点,充分发挥装置的性能,达到更好的无功补偿、抑制谐波和消除三相不平衡效果。本文利用电力系统仿真软件PSCAD/EMTDC对基于PI控制的直接控制法和本文所提出的两种滑模变结构的控制方法进行了详细的仿真和验证,并进行了比较研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 电能质量问题及其分类
• 1.3 电能质量问题产生的原因
• 1.4 电能质量问题的解决方法
• 1.5 DSTATCOM 改善电能质量的方法
• 1.6 本文的主要研究内容
• 第2章 DSTATCOM 系统工作原理分析
• 2.1 DSTATCOM 的主电路
• 2.2 DSTATCOM 基本工作原理
• 2.3 本章小结
• 第3章 DSTATCOM 的控制技术
• 3.1 瞬时无功及谐波电流的检测方法
• 3.2 两种PWM 技术的原理与程序实现
• 3.3 基于PI 的控制策略及其仿真分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 滑模变结构控制的基本原理
• 4.1 滑模变结构控制系统的定义
• 4.2 滑模变结构控制的基本问题
• 4.3 等效控制的描述
• 4.4 滑模控制的优缺点
• 4.5 变结构控制系统的品质和趋近律
• 4.6 滑模变结构控制的设计
• 4.7 本章小结
• 第5章 DSTATCOM 积分型滑模变结构控制
• 5.1 控制方法概述
• 5.2 αβ系统下的积分型滑模变结构控制策略
• 5.3 仿真结果和分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 电流型DSTATCOM 指数趋近律滑模控制
• 6.1 电流型DSTATCOM 指数趋近律滑模控制策略
• 6.2 仿真结果和分析
• 6.3 本章小结
• 结论
• 攻读学位期间发表的论文
• 致谢
• 参考文献