基于非线性控制策略的智能电网DSTATCOM模型研究.pdfVIP

ZHINENGDIANWANG智 畿 龟 飘 ■ 。 _| 基于非线性控制策略的智能电网 DSTATC0M模型研究 郝海斌 ，唐小娜z，郭怀德2 (1．西安理工大学，陕西 西安 710048；2．陕西电力职工培训中心，陕西 西安 710032) _|．摘 要：从国家电网公司加快建设坚强智能电网重点工作出发，针对 目前配电网电能质量改善装置——配电系 统静止无功补偿~(DSTATCOM)存在控制器精度低、控制效果不理想等问题．分析研究了DSTATCOM在n—b—c坐 标下与d-q一0坐标下的数学模型，并采用输入输出反馈线性化控制策略使系统实现了输入输出状态的精确线性 化。从而将复杂的非线性系统综合问题转化为线性系统的综合 问题。 关键词：智能电网；DSTATCOM；输入输出反馈线性化；电能质量 中图分类号：TM714-3 文献标志码 ：A 文章编号：1673—7598(2010)01—0041—04 0 引言 1 三电平DSTATCOM的状态空间模型 智能电网是对电网未来发展的一种愿景，它更 1．1 a—b—c坐标下的数学模型 接近于一种先进技术的总体框架，即以包括发电、输 我国的配电系统以三相四线制为主。因此，本文 电、配 电、储能和用电的电力系统为对象，应用数字 介绍的三相四线制DSTATCOM主电路采用三 电平 信息技术和 自动控制技术，实现从发电到用电所有 NPC逆变器，其拓扑结构如图1所示。 环节信息的双向交流，系统地优化电力的生产、输送 基本的DSTATCOM电路由1个交流电网、1个平 和使用lll。 行的交流负荷、1个j相四线NPC逆变器、连接串联 近几年来配电系统的电能质量控制技术得到了 阻抗和储能电容以及相关的控制电路组成，其等效 长足的进步．其中应用较广的为配电系统静止无功 电路如图2所示 补偿器(DSTATCOM)。DSTATCOM是一种提高电力 该装置模型可以看作是1个等效电压源I，通过 系统电能质量的有效手段，也是电网智能化的一类 电阻尺与电感 连接到电网，R与，J等效为耦合电路 重要装置 DSTATCOM具有动态响应速度快．响应时 和半导体元件的损耗。，c为DSTATCOM的电流。直流 间短，谐波抑制能力强，抑制电压波动与闪变，并可 以较好地对负荷的无功功率变化进行动态补偿等优 点l21。但是，目前的DSTATCOM装置存在控制器精确 度低，难以快速适应负荷变化导致控制效果不够理 想等问题 本文将针对以上问题，提出一种基于输入 输出反馈线性化这一非线性控制策略的DSTATCOM 模型，该控制策略具备智能电网的特征，能够使得 DSTATCOM的复杂非线性系统整体精确线性化 ，这 样得出的模型可以方便地应用经典控制理论中的各 种控制策略进行控制器的研制。 图1 采用三电平NPC逆变器的三相四线制 DSTATCOM主电路 收稿 日期：2009—12—02 作者简介：郝海斌 (1984一)，男，陕西延安人，硕士研究生，研究方向为电能质量与柔性输电技术 智 能 电 网 ZHINENGDIANWANG 再定义一个符号函数sig∽={ 。因此，就 有abs(Sj)=sig(Sj)·S。将式(5)代人式(4)，用 眦：