鼠籠轉(zhuǎn)子自勵(lì)異步發(fā)電機(jī)(Self-excited Induction Generators,SEIG)與同步發(fā)電機(jī)相比具有堅(jiān)固耐用、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造等優(yōu)點(diǎn),已成為當(dāng)下獨(dú)立電源、移動(dòng)電站的研究和應(yīng)用熱點(diǎn)之一。異步發(fā)電系統(tǒng)作為獨(dú)立供電系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí),機(jī)端電壓容易受到負(fù)載變化的影響,故必須投入無(wú)功補(bǔ)償裝置以提高其帶載能力,使其電壓恢復(fù)到額定值。靜止同步補(bǔ)償器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)是重要的無(wú)功補(bǔ)償裝置,其由全控型開(kāi)關(guān)器件組成的自換向逆變器以及選配的儲(chǔ)能裝置構(gòu)成,工作原理基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論,具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)迅速、無(wú)功調(diào)節(jié)平滑等優(yōu)勢(shì)。模糊控制是一種無(wú)需被控對(duì)象精確數(shù)學(xué)模型的智能控制,具有適應(yīng)性強(qiáng)、控制精確、易于設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn),模糊控制已成為控制領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的控制手段之一。本文主要研究采用模糊PI控制策略的STATCOM系統(tǒng),并將其用于補(bǔ)償鼠籠轉(zhuǎn)子異步發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓。論文從SEIG工作原理出發(fā),基于dq坐標(biāo)變換分析定、轉(zhuǎn)子之間電流電壓關(guān)系,在考慮勵(lì)磁電感飽和性的基礎(chǔ)上,建立精確的電機(jī)暫態(tài)模型,并對(duì)模型進(jìn)行空載建壓仿真;隨后通過(guò)分析STATCOM拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),搭建時(shí)域數(shù)學(xué)模型。采用勞斯判據(jù)對(duì)STATCOM系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析,并對(duì)裝置的響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行推理估算。在傳統(tǒng)PI控制器基礎(chǔ)上采用模糊控制策略,使PI控制參數(shù)能夠自動(dòng)調(diào)整,實(shí)現(xiàn)了STATCOM系統(tǒng)在dq坐標(biāo)系下的精確控制。設(shè)計(jì)一種雙dq坐標(biāo)系自解耦鎖相環(huán)跟蹤系統(tǒng),從而能夠得到負(fù)載電壓相位角及正負(fù)序矢量,自解耦鎖相環(huán)跟蹤系統(tǒng)主要思想是對(duì)旋轉(zhuǎn)方向相反的兩組派克變換結(jié)果進(jìn)行交叉解耦,采用負(fù)序電壓前饋控制策略,以實(shí)現(xiàn)三相電壓、電流基波正序相位跟蹤。STATCOM系統(tǒng)采用模糊控制策略下的雙閉環(huán)直接電壓控制方式,對(duì)電壓環(huán)和電流環(huán)分別設(shè)計(jì),并建立Simulink模型進(jìn)行仿真驗(yàn)證。在STATCOM與SEIG實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)基礎(chǔ)上,采用相關(guān)軟件進(jìn)行編程,通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證控制策略的可行性。從仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比對(duì)可以看出,基于模糊控制策略的STATCOM可有效應(yīng)用于異步發(fā)電機(jī)帶載運(yùn)行系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償,且能比傳統(tǒng)PI控制更好地平滑調(diào)節(jié)機(jī)端電壓,從而提高了異步發(fā)電獨(dú)立系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行能力。
【學(xué)位單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TM343;TP273.4
【部分圖文】：

表明了自激異步發(fā)電機(jī) d 軸和 q 軸上的定、轉(zhuǎn)子電流決勵(lì)磁電流mi 。 22m d1 d 2 q1 q2i i i i i發(fā)電機(jī)仿真模塊分析得出的電機(jī)數(shù)學(xué)模型，可以在 MATLAB/Simulink 樣機(jī)的相關(guān)參數(shù)如表 2.1 所示。表 2.1 異步發(fā)電機(jī)建模參數(shù)參數(shù) 數(shù)值 參數(shù) 機(jī)額定功率/kW 2.2 電機(jī)定子電阻/ 電機(jī)額定電壓/V 380 電機(jī)定子漏抗/ 機(jī)額定轉(zhuǎn)速/r/min 1500 電機(jī)轉(zhuǎn)子電阻/ 電機(jī)極對(duì)數(shù) 2 電機(jī)轉(zhuǎn)子漏抗/

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文采用非電氣模塊搭建獨(dú)立異步發(fā)電機(jī)時(shí)域數(shù)學(xué)模型并將其封裝為如圖 2.2link 模型，其中 Stator 模塊為定子部分，Rotor 模塊為轉(zhuǎn)子部分。SEIG 與自激電容組成獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)，呈星型連接三相自激電容并聯(lián)在電壓保持原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速恒定，頻率保持 50Hz，其中自激電容模塊的非電氣仿真搭圖 2.3 所示，自勵(lì)電容并聯(lián)于發(fā)電機(jī)輸出端，sabci 為發(fā)電機(jī)定子電流，cabi 償裝置輸出電流，labci 為三相負(fù)載電流，Cabci 為三相自激電容電流，sabcu 為機(jī)系統(tǒng)端電壓。

q q0 0dc dc1 0200 0 003 3sin cos 0 02 2i iL Li RiLu LuK KL L 2流出 STATCOM 的三相電流之和為 0，所以可將將方程進(jìn)一步簡(jiǎn)化，式 2TCOM 裝置的在 dq 坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。d dSq qdc dc3sin23d 3 1cos0d 203 3sin cos 02 2R KL Li iUR Ki it L L Lu uK KL L 2圖 2.9 所示為依照上述分析所獲得的數(shù)學(xué)模型，在 MATLAB/Simulink 的搭建的仿真模型。
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本文編號(hào)：2842981