本文關鍵詞： 三相四橋臂D-STATCOM 改進FBD EL模型 無源性控制器(PBC)　出處：《江蘇大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：三相四橋臂低壓配電網(wǎng)靜止同步補償器(D-STATCOM)是一種能夠綜合有效解決三相四線制低壓配電網(wǎng)中三相不平衡、諧波電流污染、低功率因數(shù)等電能質(zhì)量問題的有源綜合補償裝置。D-STATCOM能夠?qū)崿F(xiàn)理想補償功能的關鍵是參考指令電流的檢測與輸出電流跟蹤控制環(huán)節(jié)。本課題針對傳統(tǒng)電流檢測算法的實時性、動態(tài)性能差的特點,在傳統(tǒng)Fryze-Bucholz-Dpenbrock(FBD)功率電流法的基礎上進行了改進設計。為改變傳統(tǒng)檢測過程中由于鎖相環(huán)(PLL)檢測誤差與模擬低通濾波器帶來的固有延時問題。采用對稱分量法提取基準電壓的方法避免三相電壓畸變或不平衡時給鎖相環(huán)檢測帶來誤差,并且使用級聯(lián)一階慣性濾波器替代了模擬低通濾波器。并通過MATLAB仿真驗證了改進FBD算法明顯的減小了固有延時現(xiàn)象。針對D-STATCOM非線性、變結構的特點進行了abc靜止坐標系下及dq0坐標系下數(shù)學建模,在系統(tǒng)歐拉-拉格朗日(EL)模型的基礎上詳細論證了D-STATCOM的嚴格無源性,為了加速系統(tǒng)的收斂性使用了能量成形與阻尼注入的方法(ESDI)設計了系統(tǒng)非線性無源控制器(PBC)。同時對比分析了經(jīng)典比例積分(PI)控制器、改進準比例諧振(PR)控制器與論文采用的無源性理論控制器(PBC)下電流補償結果。從仿真實驗結果分析得出傳統(tǒng)PI控制器補償效果差及PR控制器參數(shù)繁多不易整定的缺點,采用PBC非線性控制理論能夠快速準確地跟蹤參考指令電流,補償后的三相電流波形理想,三相不平衡度明顯減小,控制器參數(shù)易于整定,在非線性系統(tǒng)領域值得推廣與深入研究,在實際工程應用中值得參考應用。最后搭建了50KVA的三相四橋臂D-STATCOM的硬件實驗平臺,做了主電路元器件參數(shù)選型、各模塊硬件電路板的設計以及后期系統(tǒng)軟件程序設計。諧波抑制實驗研究進行PBC控制器與PI控制器下補償后的電流結果對比分析,結果表明PBC控制算法能夠較好的實現(xiàn)裝置的諧波抑制功能。在結尾對論文做了概述性總結并對課題后續(xù)研究內(nèi)容進行了闡述。
[Abstract]:D-STATCOM-based static synchronous compensator for three-phase four-arm low-voltage distribution network is a comprehensive and effective solution to three-phase imbalance and harmonic current pollution in three-phase four-wire low-voltage distribution network. The key to realize the ideal compensation function of the active integrated compensation device. D-STATCOM with low power factor and other power quality problems is the detection of reference instruction current and the tracking control of output current. The real-time performance of the traditional current detection algorithm. Poor dynamic performance. Based on the traditional Fryze-Bucholz-Dpenbrocks-FBD-based power current method, an improved design has been carried out. Detection error and inherent delay caused by analog low-pass filter. The method of extracting reference voltage by symmetrical component method is used to avoid three-phase voltage distortion or unbalance to bring error to phase-locked loop detection. The cascaded first-order inertial filter is used to replace the analog low-pass filter, and the improved FBD algorithm is verified by MATLAB simulation to reduce the inherent delay obviously. Linear. The characteristics of variable structure are modeled in abc stationary coordinate system and dq0 coordinate system. The strict passivity of D-STATCOM is demonstrated in detail on the basis of the Euler-Lagrangian ELL model of the system. In order to accelerate the convergence of the system, the energy forming and damping injection methods are used to design the nonlinear passive controller (PBCU) of the system, and the classical proportional integral (PI) is compared and analyzed. Controller. Improved Quasi-proportional Resonator (PRA) Controller and passive theoretical Controller (PBC). From the analysis of simulation results, it is concluded that the traditional Pi controller has poor compensation effect and the PR controller parameters are various and difficult to adjust. The PBC nonlinear control theory can track the reference command current quickly and accurately. The compensated three-phase current waveform is ideal, the three-phase imbalance is obviously reduced, and the controller parameters are easy to be adjusted. It is worth popularizing and studying in the field of nonlinear system, and is worth reference in practical engineering application. Finally, the hardware experiment platform of 50KVA three-phase four-leg D-STATCOM is built. The parameters of the main circuit are selected. The design of each module hardware circuit board and the later system software program design. The harmonic suppression experiment research carries on the PBC controller and the Pi controller compensates the current result to compare the analysis. The results show that the PBC control algorithm can achieve the harmonic suppression function of the device. At the end of the paper, a summary is made and the following research contents are described.
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM761.12

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 王清亮;趙東強;付周興;童永利;鄭婕;;一種改進的無鎖相環(huán)FBD諧波電流檢測方法[J];電工電能新技術;2016年11期

2 柳舟洲;同向前;;基于準PR控制器的MMC-HVDC的控制及環(huán)流抑制策略[J];電力系統(tǒng)及其自動化學報;2016年11期

3 劉帥;劉鑫;李維娜;;基于模糊自適應諧波與無功電流檢測方法的研究[J];電氣應用;2016年09期

4 馬駿;時珊珊;李正力;于浩然;;一種改進的PR控制器在三電平APF中的應用[J];電力電子技術;2015年09期

5 黃少輝;林培杰;程樹英;孫占東;;電流型并網(wǎng)逆變器的模糊滯環(huán)控制[J];微型機與應用;2015年13期

6 楊仁增;張光先;趙學良;;空間矢量變環(huán)寬滯環(huán)電流控制方法[J];電網(wǎng)技術;2015年03期

7 徐榕;于泳;楊榮峰;徐殿國;;基于無源性理論的H橋級聯(lián)STATCOM非線性控制策略[J];電力自動化設備;2015年01期

8 盧鋒;田銘興;朱強化;張俊強;;并聯(lián)有源電力濾波器不定頻滯環(huán)SVPWM控制與滯環(huán)控制的比較[J];電源學報;2014年05期

9 史麗萍;蔡儒軍;陳麗兵;王攀攀;;三相三線制有源濾波器的改進無差拍控制[J];電力系統(tǒng)保護與控制;2014年14期

10 黃湘源;吳越洋;王錦瀧;成志威;;一種基于Fryze無功理論的單相電路諧波電流檢測新方法[J];電力學報;2014年03期

相關會議論文 前1條

1 李赫;孫輝;;基于基波跟蹤的諧波及無功檢測[A];中國高等學校電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)第二十四屆學術年會論文集（下冊）[C];2008年

相關博士學位論文 前5條

1 耿乙文;四橋臂PV-AF系統(tǒng)關鍵技術研究[D];中國礦業(yè)大學;2014年

2 楊曉萍;配電網(wǎng)靜止同步補償器不平衡控制策略研究及系統(tǒng)設計[D];西安理工大學;2009年

3 榮飛;配電網(wǎng)靜止同步補償器技術研究[D];湖南大學;2008年

4 唐杰;配電網(wǎng)靜止同步補償器（D-STATCOM）的理論與技術研究[D];湖南大學;2007年

5 亓學廣;基于FFT和小波變換的電力系統(tǒng)諧波檢測方法研究[D];山東科技大學;2007年

相關碩士學位論文 前10條

1 湯云駿;基于DSP的三相四線制不平衡負載下STATCOM補償研究[D];廣西大學;2016年

2 傅凱;配電網(wǎng)靜止同步補償器的改進無差拍控制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

3 段中榮;無刷雙饋風力發(fā)電機的智能滑�？刂蒲芯縖D];昆明理工大學;2015年

4 張向龍;配電網(wǎng)靜止同步補償器的研究[D];蘭州理工大學;2014年

5 霍海娟;基于自適應觀測器的感應電機無源控制系統(tǒng)研究[D];鄭州大學;2013年

6 包雪玉;基于無源控制的光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT技術研究[D];北京信息科技大學;2013年

7 丁善寶;STATCOM的鏈式結構與MMC結構對比分析[D];遼寧科技大學;2012年

8 佘祿平;三相四線制配電網(wǎng)靜止同步補償器的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2012年

9 趙偉;電氣化鐵道有源綜合補償裝置中的檢測與控制技術研究[D];蘭州交通大學;2012年

10 王芳媛;基于無源性的永磁同步電機高性能速度控制研究[D];華南理工大學;2012年

，

本文編號：1458468