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不对称负荷补偿的链式STATCOM控制系统的研究摘 不对称负荷补偿的链式STATCOM控制系统的研究 摘 要 静止同步补偿器(STATCOM)是柔性交流输电系统(FACTS)中的一种 核心装置。为了减小不平衡电压对系统供电性能的影响，STATCOM可以工作 在不对称负荷补偿的模式下。本文对H桥串联型链式STATCOM的关键技术进 行研究，研究了阶梯波调制方法、直流电容电压平衡控制和不对称负载的平衡补 偿等问题。 首先阐述了链式STATCOM的基本工作原理，在此基础上，运用同步旋转 坐标变换在同步两相坐标系下建立了链式STATCOM的数学模型。针对阶梯波调 制方法的链式STATCOM，深入探讨了其调制原理及具体实现方式，并给出了阶 梯波开通角度的数学表达式。分析了阶梯波调制方法的电容电压不平衡现象， 并给出了电容电压波动的数学表达式，在此基础上得到电容电压不平衡的规 律。采用了选择开通方式平衡电容电压的控制方法，介绍了这种控制策略的原 理和工作模式判断方法，并在仿真中对比了采用此种平衡控制方法与未采用平 衡控制方法电容电压波形，验证了基于选择开通方式平衡电容电压的控制方法 的有效性。 采用了一种适用于补偿不对称负荷的链式STATCOM控制系统方案。该方案 结合fp．如法和对称分量法的分相导纳检测算法，详细介绍了基于对称分量法的 检测导纳算法以及fp．f口法。考虑STATCOM等效串联电阻引起的系统非线性，使 控制系统难以设计，将引起系统非线性部分分离出来，通过拟合函数的方式，找 到以电纳曰g为输入，以控制角为输出的函数。控制器采用模糊PID方法，使系统 具有了良好的动态性能。针对直接网侧导纳反馈、拟合函数模块+直接网侧导纳 反馈、负载导纳前馈+拟合函数模块+直接网侧导纳反馈这三种控制方法进行了比 较，分析了其q1各部分引起的延迟时间。采用负载导纳前馈+拟合函数模块+网侧 导纳反馈的刁i对称负荷平衡补偿方法，其中，负载导纳前馈响应速度快，网侧导 纳反馈稳态无静差。在仿真平台搭建模型，验证了三种控制算法的正确性与有 效性。 针对提}l{的调制策略、电压平衡控制方法以及STATCOM用于不平衡负荷补 偿的控制方法等相关问题进行了实验，搭建j-380V／SA链式STATCOM实验系统， 并在实验平台J：进行了实验验证。 关键字：STAI、COM；阶梯波调制：电容电压控制；不对称负荷 万方数据 ===E!目∞=={=j_I ===E!目∞=={=j_I 工程硕士学位论文 i———,,目,自=自=!=自=!j101===!I#===自0211E=!!==!!=jE=! Abstract Static synchronous compensator(STATCOM)is a core technology for flexible AC transmission system(FACTS)．In this paper，the key technologies of cascade STATCOM are studied．The problems of asymmetrical load compensation are researched． The topology and working principle of chain STATCOM is introduced．Then mathematical model of chain STATCOM iS established in the two—phase synchronous coordinates by the coordinate transformation．Step wave modulation strategy is used and the basic principle of the modulation strategy is analyzed for cascade STATCOM． The phenomenon of capacitor voltage imbalance is analyzed and the mathematical expression of capacitor voltage is given．The law of capacitor voltage imbalance is got。Combined with stepped—wave modulation strategy，the method based on selecting conduction angles is proposed to concrol the capacitor voltage．The princi