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基于LCL滤波的STATCOM控制策略研究

罗梓张  
【摘要】:一代电力电子器件,一代电力电子技术。随着高频开关和微机技术的发展,控制精度得到提升,新的控制策略也不断地被人提出,使得控制效果越发优良。但高频开关的使用会向电网输送无功和谐波,复杂的控制策略使用电设备的负载特性变得复杂,严重地影响输电网的电能质量。而STATCOM响应速度快,容易向高电压拓展,被广泛研究。针对电网电压微分困难的问题,使用线性自抗扰对LCL滤波的STATCOM进行控制,绕过对电网电压的微分处理。首先,建立了LCL滤波的STATCOM的数学模型,确定LCL与STATCOM的相关参数;其次,分析了自抗扰与线性自抗扰的特性后,选用线性自抗扰作为控制器,并设计了相关参数;然后,针对线性自抗扰控制过程中出现超调的问题,添加过渡过程解决该问题;最后,对线性自抗扰的参数使用粒子群算法进行优化。分析并优化了STATCOM直流侧电压平衡控制策略。首先,针对总体电压控制中,PI与线性自抗扰串级控制时,PI的超调特性传递到线性自抗扰中的问题,采用过渡过程重构总电压指令值解决该问题;其次,针对零序电压的相间电压平衡控制中,传统零序电压求解复杂的问题,采用一种基于虚拟功率的零序电压求解方法,使零序电压指令求解过程得到简化;最后,将总体电压控制、相间电压控制、相内电压控制相结合,设计了一种直流侧电压三级平衡控制策略,使STATCOM在充电阶段、零输出电流阶段和无功补偿时不用在不同的阶段切换控制策略,不增加系统复杂性。


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