D-STATCOM直流側(cè)電壓優(yōu)化控制研究.pdf

1、近年來，大量無功負(fù)載和非線性負(fù)載的增加，導(dǎo)致系統(tǒng)功率因數(shù)降低和諧波污染嚴(yán)重，極大地惡化了電網(wǎng)供電質(zhì)量，對(duì)配電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行造成了不利影響。應(yīng)用于配電網(wǎng)的靜止同步補(bǔ)償器(D-STATCOM)具有損耗低、運(yùn)行范圍寬、調(diào)節(jié)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，并能同時(shí)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償、諧波抑制以及補(bǔ)償三相不對(duì)稱電流等多重功能，成為近年來電能質(zhì)量控制領(lǐng)域內(nèi)研究熱點(diǎn)。D-STATCOM的補(bǔ)償電流是由其直流電容電壓逆變至交流側(cè)的電壓與電網(wǎng)電壓的差值作用于電感上產(chǎn)生的，因

2、此直流側(cè)電壓的穩(wěn)定很大程度上決定了D-STATCOM的電流跟蹤能力以及補(bǔ)償效果。
　　介紹了D-STATCOM的工作原理、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、指令電流檢測(cè)方法以及補(bǔ)償電流控制等關(guān)鍵技術(shù)。首先，針對(duì)直流側(cè)電壓環(huán)常規(guī) PI控制易引起裝置電壓超調(diào)和啟動(dòng)電流涌流的現(xiàn)象，設(shè)計(jì)一種軟啟動(dòng)方式以減小 D-STATCOM投入運(yùn)行時(shí)對(duì)配電網(wǎng)的沖擊；其次，鑒于常規(guī) PI控制對(duì)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的精確性要求較高且魯棒性較差的情況，提出一種可根據(jù)直流側(cè)電壓的運(yùn)行情況實(shí)時(shí)

3、調(diào)整控制參數(shù)的模糊 PI控制策略，有效地減小了直流側(cè)電壓波動(dòng)，保證了裝置良好的補(bǔ)償性能；最后，本文通過建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行推導(dǎo)，給出一套合理的主電路參數(shù)的設(shè)計(jì)思路，為D-STATCOM實(shí)用化設(shè)計(jì)提供一定的借鑒。
　　利用MATLAB/SIMULINK搭建D-STATCOM的仿真模型，對(duì)傳統(tǒng)PI策略和新型模糊 PI控制策略進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果表明，在穩(wěn)態(tài)工況和暫態(tài)工況下，新型控制策略都可有效穩(wěn)定 D-STATCOM直流側(cè)電壓，系統(tǒng)電流諧波

4、、無功以及不平衡量的補(bǔ)償效果都比傳統(tǒng)控制策略有所改進(jìn)。
　　結(jié)合本文所提主電路設(shè)計(jì)思路選擇合理的電氣元件，設(shè)計(jì)裝置控制系統(tǒng)以及IGBT開關(guān)元件死區(qū)、驅(qū)動(dòng)和緩沖電路等，并基于DSP設(shè)計(jì)裝置主程序以及實(shí)現(xiàn)檢測(cè)與控制各功能的子程序。研制出一臺(tái)容量為10KVA的三相四橋臂D-STATCOM樣機(jī)，并在樣機(jī)上對(duì)所提控制策略進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步表明，新型控制策略可有效穩(wěn)定直流側(cè)電壓并改善了D-STATCOM的補(bǔ)償效果，最后將該樣機(jī)應(yīng)用于某企