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配电网静止同步补偿器控制策略的研究与实现

张红  
【摘要】:电能质量问题,尤其是无功功率和谐波的问题,严重威胁着电网的安全运行。配电网中无功电源是保证电力系统电能质量、降低电网损耗以及保证其安全运行所不可缺少的部分。配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)在配电网中能有效的解决电压波动与闪变、三相电压不平衡、电网谐波污染等电能质量问题,越来越引起了国内外科研与工程领域的广泛关注。 本文对D-STATCOM进行机理分析,通过引入开关函数,根据dq0坐标变换建立其动态数学模型,并研究其稳定性。在研究传统PI控制的基础上,将强化学习自适应PID应用于D-STATCOM装置,提出了基于瞬时功率平衡的直接电压强化学习自适应PID控制策略,应用本文提出的控制策略,省去了电流内环调节器,并克服了有功电流和无功电流互相耦合的缺点,同时也能克服传统PI控制的缺点,充分发挥装置的性能,达到更好的无功补偿、抑制谐波和消除三相不平衡效果。采用Simulink仿真软件,对基于强化学习自适应PID的D-STATCOM的补偿结果进行研究,仿真结果表明,配电系统使用D-STATCOM装置,使得电能质量得到了明显改善,强化学习自适应PID控制在功率因数的改善方面和对电压电流的滤波方面明显优于传统PI控制,并具有稳定范围宽、动态响应快、控制实现简单等优点。最后在动态模型基础上进行装置级探讨,根据仿真模型研究了D-STATCOM控制系统的软硬件设计。


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