基于内模控制的静止同步补偿器研究

静止同步补偿器(STATCOM)的控制策略很多,其中传统的PI控制在工程实际中应用最广泛,但它存在很多缺点,尤其是参数整定较麻烦,为此根据内模控制原理,对STATCOM的电流环采用前馈解耦控制策略,设计了STAT-COM的双闭环内模解耦控制器,设计原理简单,物理概念清晰,容易实现,而且能够达到良好的效果,最后经过实验验证了这种控制方法的良好性。     

配电网静止同步补偿器控制策略研究

对一种先进控制方式—内模控制(IMC)的基本原理进行了深入研究,并提出了一种基于内模解耦控制原理的三电平配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)控制策略。搭建了三电平DSTATCOM内模偏差偏差控制策略的仿真模型及实验平台,实验和仿真结果都验证了所提控制策略的有效性及正确性。     

三电平静止同步补偿器内模控制研究

静止同步补偿器(STATCOM)用于电网动态补偿时,无功电流检测环节及电流控制器的设计对其补偿性能起着决定性的影响。在传统的FBD功率理论的基础上,对传统FBD检测法做出改进,引入电网虚拟磁链模观测器代替原有的锁相环对电网电压进行重构,提高了电网电压存在畸变时无功电流的检测能力,同时采用惯性环节代替了低通滤波器降低了检测系统的时延。在此基础上针对静止同步补偿器存在着非线性和强耦合的特性,提出一种基于内模控制原理和三电平空间矢量算法相结合的电流解耦控制方法,根据内模控制基本原理,设计了静止同步补偿器的双闭环内模控制器。基于Matlab/Simulink仿真平台,对改进型FBD无功电流检测方法和电流环内模解耦控制器进行了系统仿真分析,最后通过实验验证了控制方法的正确性和有效性。     

基于电网电流检测的配网静止同步补偿器控制方法的研究

针对配网静止同步补偿器(D-STATCOM)常用的基于负载电流检测方式的dq解耦控制在负载不平衡时补偿效果欠佳的问题,文中提出一种以单位功率因数为控制目标的基于电网电流检测方式的dq解耦控制方法。文中以电网电流为状态变量建立数学模型,并在dq变换的基础上,进行dq解耦PI控制器的设计。该方法省去了负载无功电流检测环节,简化了控制系统,且在负载不平衡的情况下也能取得较好的补偿效果。仿真结果验证了该控制方法的有效性和可行性。     

静止同步补偿器精确反馈线性化滑模控制研究

静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)的传统滑模控制方法结合了其他的线性控制方法,使得控制参数调节麻烦,不能达到滑模控制的良好效果,针对该问题提出了STATCOM输入状态精确反馈线性化的滑模控制策略,通过计算得到合适的输出函数,将原非线性模型全部转化为Brunovsky标准型,然后对Brunovsky标准型设计了滑模控制的滑模面和控制律并转化到原系统中,采用Lyapunov函数检验了系统的稳定性。最后,仿真验证了该控制器改进了传统滑模控制结合线性控制的缺陷,对系统变化的反应更灵敏。     

配电网静止同步补偿器的前馈解耦控制策略

对DSTATCOM的解耦控制策略进行了研究,通过对系统电路结构的分析获得了存在耦合项的系统模型;采用前馈解耦控制策略,不仅实现了d、q轴电流解耦控制,而且保证了DSTATCOM输出电流可以稳态无差地跟踪其期望值信号:基于瞬时有功功率和瞬时无功功率的定义获得了电流跟踪控制器的期望值信号;在上述研究工作基础上,最终获得了DSTATCOM的双闭环控制系统.仿真与实验结果表明.DSTATCOM采用所提供的前馈解耦控制策略后,配电网PCC电压和DSTATCOM直流侧电压均能及时、有效地调整到其期望值.     

三相静止坐标下H桥配网静止同步补偿器重复学习控制

与传统的三相桥式结构相比,同等器件耐压水平下,以模块化H桥单元为基础的配网静止同步补偿器(distributions static synchronous compensator,D-STATCOM)提高了应用电压等级.针对D-STATCOM装置,提出了基于三相静止坐标系的重复学习控制策略,该策略无需对系统电压进行锁相,具有实现简单的优点.电流内环采用基于重复学习控制的直接电流跟踪控制方法,在主电路关键参数变化较大的情况下,能够保证良好的稳态跟踪精度和动态响应速度.算例结果验证了该控制策略的有效性.     

静止同步补偿器的建模与控制方法研究

介绍了静止同步补偿器的基本结构与工作原理.通过引入单极性二值逻辑开关函数,建立了基于变换器物理特性和拓扑结构的开关函数模型;同时根据瞬时无功功率理论建立了STATCOM系统的指令电流运算系统与直接电流控制方法.基于数学模型与直接电流控制在MATLAB中建立了STATCOM的仿真系统,对其静态、动态性能进行了仿真分析.仿...     

静止同步串联补偿器恒功率非线性控制

首先在 dq坐标系下分析了静止同步串联补偿器（SSSC）对于系统潮流的影响,给出了SSSC输出电压 d轴与q轴分量的不同功能。分析了SSSC对于潮流控制的特点,进而针对SSSC的恒功率控制方法进行了研究。状态反馈精确线性化方法的引入实现了SSSC输出电压 d轴与q轴分量之间的解耦控制。通过2个PI环节的应用,使得 d轴与q轴电压分量能分别跟踪直流电容电压与线路潮流,并改善由于状态精确反馈线性化方法的引入所带来的对于系统模型不精确以及参数不确定所引起的弱鲁棒性。数字仿真结果证实了所提出的恒功率控制方法的有效性。     

静止同步补偿器在配电网的应用仿真

配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。通过静止同步补偿器在配电网的应用仿真分析配电系统中静止同步补偿器(DSTATCOM)进行无功补偿的意义。通过对其工作原理的分析,用Matlab仿真软件对在配电网上应用STATCOM无功补偿进行仿真。得到了DSTATCOM随电源电压变化的动态响应波形图。DSTATCOM补偿器在配电系统中达到很好的动态补偿效果,推广应用的前景非常广阔。     

D-STATCOM的输入—输出反馈线性化滑模变结构控制

为提高配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)控制系统动态性能和鲁棒性,提出一种基于输入—输出反馈线性化与积分滑模控制相结合的D-STATCOM控制方法。该方法利用输入—输出反馈线性化实现D-STATCOM有功电流与无功电流的解耦,消除D-STATCOM直流侧电容电压的非线性特性,使之在支撑公共耦合点(PCC)处电压的同时快速稳定直流侧电压,并利用积分滑模控制增强其对参数摄动的鲁棒性。仿真和物理实验结果表明,D-STATCOM采用文中提出的控制策略,配电网PCC处电压和直流侧电容电压均能快速、准确地调整到其参考值,并在外部干扰及参数变化时具有较强的鲁棒性。     

反馈线性化解耦的PMSM新型滑模控制方法

针对传统控制策略不能将永磁同步电机（PMSM）完全解耦的问题,介绍了一种以反馈线性化解耦为基础的新型滑模控制方法。首先运用微分运算和反馈线性化原理,把PMSM控制系统划分成两个相互独立的线性子系统,即转速子系统和电流子系统。其次考虑到系统鲁棒性差的问题,提出加入终端吸引子模型的新型滑模控制器。最后仿真结果表明,采用上述两种方法相结合的控制策略,可以提升系统控制精度、快速性和鲁棒性。     

基于线性化反馈的异步电动机自适应解耦控制

根据异步电动机转子电阻和负载转矩随运行工况而变化的事实,拟应用微分几何多输入、多输出线性化解耦控制理论和模型参考自适应理论,研究提高电动机鲁棒性能的控制策略。最终得到磁链和转速动态解耦的2个二阶子系统。仿真结果表明,该控制策略能够有效解决系统内部参数的摄动和外部参数的扰动影响,系统控制鲁棒性高。     

基于线性化反馈的异步电动机自适应解耦控制

根据异步电动机转子电阻和负载转矩随运行工况而变化的事实，拟应用微分几何多输入、多输出线性化解耦控制理论和模型参考白适应理论，研究提高电动机鲁棒性能的控制策略。最终得到磁链和转速动态解耦的2个二阶子系统。仿真结果表明，该控制策略能够有效解决系统内部参数的摄动和外部参数的扰动影响，系统控制鲁棒性高。     

不平衡系统中D-STATCOM的控制策略

不平衡系统中配网静止同步补偿器D-STATCOM的控制是D-STATCOM的重要研究内容。提出一种根据FBD功率理论,以单位功率因数为补偿目标的D-STATCOM新型控制方法。该控制方法将目标电流进行序分解,对其正、负序分量分别转换到两个独立的旋转坐标系中,对正、负序电流的d轴和q轴分量分别采用比例-积分(proportional integral,PI)控制。由于正序和负序分量在相应的旋转坐标系中d轴和q轴分量均为直流,简化了控制器设计。该方法采用电网电流控制的闭环结构,直流侧电容电压的调节模块直接产生电流的参考值,不需要复杂的无功电流检测过程,控制系统结构简单。     

巨型浮吊起重船稳性安全的解耦控制方法

针对巨型起重船起重臂相对船体进行起吊、回转、变幅运动存在非线性强耦合等问题,在建立了起重船运动姿态数学模型的基础上,提出一种神经网络解耦控制策略。应用神经网络自适应解耦反馈控制方法,实现起重机回转、变幅的解耦,最终控制起吊执行电机、船舶压载泵及锚泊定位电机,将起重船起重过程的船舶重心控制在稳定区域内,从而使起重船的操控安全高效。仿真结果表明,起重机的回转和变幅运动的动态解耦控制效果良好。     

单电感双输出Boost变换器的复合控制方案

为减小单电感双输出Boost变换器的交叉调节,提出一种复合控制方案。建立变换器仿射非线性数学模型,基于微分几何理论证明所建模型满足精确反馈线性化条件,构造出相应输出函数实现系统的线性化和解耦,进而分别为线性系统设计内模控制器和状态反馈控制器,并对满足控制系统稳定要求的反馈系数选取进行分析。与现有控制方法进行仿真比较,结果表明,所提控制方案具有更好的动态调节特性、更优的控制性能和更小的交叉调节。实验结果进一步验证了所提控制方案的可行性。     

基于输入输出反馈精确线性化的三相APF控制

将输入输出反馈精确线性化控制方法应用于三相有源电力滤波器非线性控制中。首先建立三相有源电力滤波器的仿射非线性系统模型,推导出了其输入输出反馈精确线性化非线性反馈控制律,实现三相并联型有源电力滤波器有功补偿电流和无功补偿电流的解耦控制器设计。最后使用Matlab进行仿真验证,仿真试验结果表明,该控制策略能较好地实现APF的解耦控制,具有较好的补偿特性,经该控制算法补偿,谐波畸变率限制在2%以下。     

柔性多状态开关反馈线性化滑模控制

柔性多状态开关(SOP)能够实现配电网馈线潮流灵活的调控,改善电压分布水平,提升配电网消纳分布式电源的能力,已成为配电网领域的一个研究热点。文中以三端口SOP为研究对象,建立了三端口SOP的数学模型。针对SOP数学模型体现出的非线性及强耦合的特点,通过坐标变换得到反馈线性化模型,对该模型设计了滑模控制器。文中将反馈线性化控制和滑模控制相结合,并用该复合控制取代传统比例-积分(PI)双环控制的电流内环,与传统PI双环控制相比,可以减少PI控制环节,降低PI参数整定的难度。根据SOP不同运行模式的要求,分别实现了各端口定直流电压和定无功功率模式、定有功功率和无功功率模式、定交流电压模式下的反馈线性化滑模控制算法。在MATLAB/Simulink中搭建三端口SOP仿真模型,仿真结果表明,与传统PI控制相比,所提出的控制策略动态性能好、鲁棒性强。最后,通过几种典型工况的仿真,进一步验证了所提控制策略的有效性。