配电网静止同步补偿器控制器的研究.pdfVIP

368 2004 全国电力系统自动化学术交流研讨大会论文集 配电网静止同步补偿器控制器的研究 杨晓萍，孟燕妮，张贤洪，张 毅 （西安理工大学水利水电学院，陕西省西安市710048） 摘要： 电网电能质量问题日益严重，开发和研制能有效提高供电质量的补偿装置是电力 系统研究领域的新热点。针对配电网静止同步补偿器 （DSTATCOM）的核心部分——控制器， 本文提出了基于d q 变换矢量控制理论的 电网静止同步补偿器(DSTATCOM)预测电流直 接控制方法，同时在数据处理上也做了一定改进。应用 MATLAB 仿真软件对 DSTATCOM 在 10/0.4kV 的配电网中动态补偿进行仿真，其结果验 了该控制方法的可行性及实时性。 关键词：配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)；控制器；预测电流直接控制；仿真 0 引言 近年来，配电网中非线性负荷快速增长，其冲击性和不平衡性的用电特性，在运行时产生谐波、 电压波动和闪变，造成电网电压波形畸变，三相负荷不平衡，使电能质量下降，影响电网及用户设 备安 和经济运行。另一方面，随 现代工业技术的不断发展和计算机技术的广泛应用，用电设备 [1] 对电能质量更加敏感 。因此，准确测量无功、谐波等系统参量，并采用新技术对配电网进行综合 电能质量补偿已成为电力电子技术和电力系统研究领域所面临的一个重大课题，正在受到越来越多 的关注。 配电网静止同步补偿器 （DSTATCOM ），是一种新型的用于配电网的动态无功补偿装置，是 DFACTS 家族中重要的一员。其基本原理是指将自换相桥式电路通过电抗器或者直接并联在电网上，适当调 节自换相逆变桥式电路交流侧输 电压的相位和幅值，或者直接控制其交流侧电流，就可以使该电 路吸收或者发出满足要求的无功电流，抑制系统的电压闪变，维持电压稳定，还可以吸收配电系统 中的某些低次谐波，平衡相间无功功率，实现动态无功补偿的目的。 在配电网静止同步补偿器中，控制器是其核心部件之一，它根据用户参考设定和系统运行状态 确定DSTATCOM 应输 的无功电流，通过产生并控制驱动开关器件的脉冲来控制 DSTATCOM 的各种行 为，完成DSTATCOM 所需完成的任务。针对目前DSTATCOM 控制器的传统控制方法如滞环比较、三角 波调制等所存在的谐波成分大、设计不便等缺陷，本文提 了以三电平三相桥式逆变器为主电路结 构，通过交流侧电抗与配电网直接并联的DSTATCOM 的预测电流直接控制的控制方法。 1 DSTATCOM 的控制器设计 本文设计的DSTATCOM 的控制器由内环控制器和外环控制器两部分组成。外环控制器输 的控 配电网静止同步补偿器控制器的研究 369 V 制信号作为内环控制器所需的无功电流（或无功功率）、 Sa V V Sa 1 sin Sb T PLL V cos 有功电流（或有功功率）的参考值。内环控制器的基本 Sc 任务是产生一个同步的驱动信号，使逆变器的输 电流 iLa i