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

【摘要】：三相四橋臂低壓配電網(wǎng)靜止同步補(bǔ)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(bǔ)償裝置。D-STATCOM能夠?qū)崿F(xiàn)理想補(bǔ)償功能的關(guān)鍵是參考指令電流的檢測(cè)與輸出電流跟蹤控制環(huán)節(jié)。本課題針對(duì)傳統(tǒng)電流檢測(cè)算法的實(shí)時(shí)性、動(dòng)態(tài)性能差的特點(diǎn),在傳統(tǒng)Fryze-Bucholz-Dpenbrock(FBD)功率電流法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)。為改變傳統(tǒng)檢測(cè)過程中由于鎖相環(huán)(PLL)檢測(cè)誤差與模擬低通濾波器帶來的固有延時(shí)問題。采用對(duì)稱分量法提取基準(zhǔn)電壓的方法避免三相電壓畸變或不平衡時(shí)給鎖相環(huán)檢測(cè)帶來誤差,并且使用級(jí)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(yàn)證了改進(jìn)FBD算法明顯的減小了固有延時(shí)現(xiàn)象。針對(duì)D-STATCOM非線性、變結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行了abc靜止坐標(biāo)系下及dq0坐標(biāo)系下數(shù)學(xué)建模,在系統(tǒng)歐拉-拉格朗日(EL)模型的基礎(chǔ)上詳細(xì)論證了D-STATCOM的嚴(yán)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(shè)計(jì)了系統(tǒng)非線性無源控制器(PBC)。同時(shí)對(duì)比分析了經(jīng)典比例積分(PI)控制器、改進(jìn)準(zhǔn)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(bǔ)償結(jié)果。從仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析得出傳統(tǒng)PI控制器補(bǔ)償效果差及PR控制器參數(shù)繁多不易整定的缺點(diǎn),采用PBC非線性控制理論能夠快速準(zhǔn)確地跟蹤參考指令電流,補(bǔ)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(lǐng)域值得推廣與深入研究,在實(shí)際工程應(yīng)用中值得參考應(yīng)用。最后搭建了50KVA的三相四橋臂D-STATCOM的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái),做了主電路元器件參數(shù)選型、各模塊硬件電路板的設(shè)計(jì)以及后期系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)。諧波抑制實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)行PBC控制器與PI控制器下補(bǔ)償后的電流結(jié)果對(duì)比分析,結(jié)果表明PBC控制算法能夠較好的實(shí)現(xiàn)裝置的諧波抑制功能。在結(jié)尾對(duì)論文做了概述性總結(jié)并對(duì)課題后續(xù)研究?jī)?nèi)容進(jìn)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(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM761.12

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1458468