基于重复控制的dstatcom补偿电流控制 compensation current control for dstatcom based on repetitive control.pdfVIP

第37卷第10期 电力系统自动化 V01．37No．10 AutomationofElectricPower May25，2013 2013年5月25日 Systems DOI：10．7500／AEPS201205065 基于重复控制的DSTATCOM补偿电流控制 杨 昆，陈国柱 (浙江大学电气工程学院，浙江省杭州市310027) 摘要：针对配电网负载多样、谐波污染严重的情况，为提高配电网静止同步补偿器(DSTATCOM) 的无功补偿性能以及低次谐波抑制能力，提出比例积分(PI)与重复控制相结合的电流控制策略，利 用PI控制器低频段优越的动态性能和鲁棒性，快速补偿基波无功，并利用重复控制器对周期信号 的高跟踪精度，修正PI的谐波跟踪误差。频率特性分析表明，该控制策略可以有效消除传统PI控 制在中频段的相位滞后，提高谐波补偿精度。为了提高装置补偿的灵活性和稳定性，通过谐振控制 器构造带通滤波器，进行指令选择性提取，针对性补偿危害严重的特征次谐波，并避开系统谐振频 率。实验结果验证了所提出控制策略的有效性。 抑制；选择性补偿 0 引言 度和鲁棒性，保证系统的动态响应速度和稳定性，并 通过重复控制修正内环的谐波跟踪误差，提高装置 配电网中炼钢厂、风电场、电弧炉等大量特殊负 的无功补偿和谐波抑制能力；通过谐振带通滤波器 荷的运行，不仅恶化供电质量，增加线路损耗，降低 进行补偿指令的选择性提取，增强了补偿的灵活性 电能利用率，而且严重影响用户设备的正常、安全运 和可靠性。 行[1。3]。配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)作 为一种改善电能质量的重要手段，具有调节速度快、 1 链式DSTATCOM系统结构及模型 运行范围宽、输出谐波小、结构紧凑、成本低等优点。 1．1链式DSTATCOM系统结构 链式结构的DSTATCOM通过功率模块的简单串 三相四线链式结构的DSTATCOM主电路拓 联，容易实现高压大容量化，非常适合中压等级应 扑如图1所示。 用，是一种先进、性能理想的动态无功补偿装置[4。]。 由于配电系统负载的多样性，DSTATCOM除 了无功补偿和电压支撑功能外，还要兼顾谐波补偿、 不对称补偿等，这对装置的电流控制策略提出了更 高的要求。为了获得满意的控制性能，并且在复杂 的电网环境中保证装置高效、可靠运行，很多学者进 行了深入研究，获得了大量成果∞。11I。其中，基于内 模原理的重复控制器，对周期信号产生高增益，能够 零静差跟踪谐波信号，可以获得满意的补偿效果。 定点变频锁相技术的发展，使得重复控制器在频率 波动的电网中也有较高的跟踪精度，因此不仅在逆 变电源中，而且在有源滤波等并网变流器中得到了 广泛应用‘”。“。 本文以链式结构的DSTATCOM为研究对象， 引入比例积分(PI)控制内环加重复控制外环的双环 控制策略，利用PI控制在低频段优越的动态响应速 图1三相四线链式结构的DSTATCOM主电路拓扑 05 收稿日期：201207；修回日期：201208—09。 of four-line Fig．1Topologythree-phase 国家自然科学基金资助项目(51