本文關(guān)鍵詞：基于線性自抗擾的SVG無功振蕩抑制研究

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【摘要】：本課題以注塑機(jī)工作時(shí)無功沖擊嚴(yán)重而造成公共連接點(diǎn)(Point of Common Coupling,PCC)電壓跌落為研究背景,設(shè)計(jì)動態(tài)性能優(yōu)越的靜止無功發(fā)生裝置(Static Var Generator,SVG)進(jìn)行補(bǔ)償,針對大沖擊負(fù)載下SVG裝置響應(yīng)不及時(shí)造成的無功振蕩現(xiàn)象,提出一種新型的線性自抗擾控制(Linear Active Disturbance Rejection control,LADRC)策略,快速跟隨PCC點(diǎn)電壓變化并抑制可能出現(xiàn)的無功振蕩現(xiàn)象,保證SVG在惡劣工況下運(yùn)行的穩(wěn)定性。同時(shí)抑制同網(wǎng)晶閘管投切濾波器(Thyristor Switch Filter,TSF)的并聯(lián)諧振。論文主要研究工作如下:首先對SVG無功補(bǔ)償原理進(jìn)行分析,確定SVG拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),研究無功振蕩的產(chǎn)生機(jī)理,并推導(dǎo)得到無功功率和公共連接點(diǎn)電壓之間的關(guān)系,建立SVG等效數(shù)學(xué)模型,對得到的模型強(qiáng)耦合特性進(jìn)行分析,確定了以電壓為指標(biāo)的d-q軸電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)。基于對自抗擾控制技術(shù)的研究,得出模型的耦合項(xiàng)以及參數(shù)攝動等引起的系統(tǒng)總擾動均可以通過線性自抗擾控制器中的擴(kuò)張狀態(tài)觀測器直接觀測,并進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償,實(shí)現(xiàn)SVG模型中d-q軸的完全解耦控制。在控制器設(shè)計(jì)過程中,通過極點(diǎn)配置以及線性化方法,有效降低了控制器的復(fù)雜程度,易于工程實(shí)現(xiàn)。最后利用李雅普諾夫穩(wěn)定性分析方法對所設(shè)計(jì)的控制器進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)證。根據(jù)注塑機(jī)系統(tǒng)實(shí)際工況進(jìn)行TSF數(shù)學(xué)建模分析,研究TSF與電網(wǎng)發(fā)生諧振的內(nèi)在機(jī)理。為了保證整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,通過控制SVG補(bǔ)償裝置為有源阻尼參數(shù),抑制TSF與電網(wǎng)可能發(fā)生的并聯(lián)諧振。幅頻特性分析表明SVG對TSF諧振有很好的抑制作用。在Matlab/Simulink仿真環(huán)境下對所設(shè)計(jì)的裝置進(jìn)行系統(tǒng)仿真驗(yàn)證,采用晶閘管整流的直流電機(jī)作為負(fù)載模擬注塑機(jī)特性,將線性自抗擾控制器與PID的控制效果進(jìn)行比較。結(jié)果表明,基于線性自抗擾控制的SVG裝置可以更加快速的補(bǔ)償無功,穩(wěn)定PCC點(diǎn)電壓,且在面對大沖擊負(fù)載時(shí),不會造成無功振蕩,尤其是SVG與TSF的并聯(lián)應(yīng)用,可有效提高系統(tǒng)穩(wěn)定性及魯棒性。最后在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下進(jìn)行硬件實(shí)驗(yàn),將線性自抗擾控制算法在DSP中實(shí)現(xiàn),同樣證明了基于所設(shè)計(jì)控制策略的SVG裝置有效性。
【關(guān)鍵詞】：SVG 線性自抗擾控制 無功振蕩 電壓穩(wěn)定 并聯(lián)諧振抑制
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM761.12
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題研究背景及意義9-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析12-16
• 1.2.1 國內(nèi)外SVG研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 自抗擾技術(shù)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 諧振抑制方法研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容16-18
• 第2章 SVG工作原理分析及數(shù)學(xué)建模18-26
• 2.1 SVG系統(tǒng)無功振蕩原理分析18-21
• 2.1.1 SVG裝置基本結(jié)構(gòu)18-19
• 2.1.2 SVG無功補(bǔ)償原理及振蕩分析19-20
• 2.1.3 SVG控制方法研究20-21
• 2.2 無功振蕩與公共連接點(diǎn)電壓波動分析21-23
• 2.3 SVG數(shù)學(xué)模型建立23-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第3章 基于線性自抗擾的SVG裝置設(shè)計(jì)26-43
• 3.1 線性自抗擾技術(shù)分析26-35
• 3.1.1 自抗擾技術(shù)分析26-29
• 3.1.2 線性自抗擾技術(shù)研究29-30
• 3.1.3 線性自抗擾控制器穩(wěn)定性分析30-35
• 3.2 基于線性自抗擾控制的SVG設(shè)計(jì)與閉環(huán)穩(wěn)定性分析35-39
• 3.3 線性自抗擾控制器仿真驗(yàn)證39-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第4章 SVG抑制系統(tǒng)并聯(lián)諧振機(jī)理分析43-52
• 4.1 TSF諧振機(jī)理及其危害分析43-48
• 4.1.1 TSF工作原理43-44
• 4.1.2 TSF并聯(lián)諧振機(jī)理分析44-47
• 4.1.3 并聯(lián)諧振對電力系統(tǒng)的危害47-48
• 4.2 考慮抑制諧振功能的SVG設(shè)計(jì)48-51
• 4.3 本章小結(jié)51-52
• 第5章 仿真分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證52-68
• 5.1 基于Matlab的SVG無功振蕩抑制仿真驗(yàn)證52-59
• 5.1.1 系統(tǒng)仿真模型的搭建52-54
• 5.1.2 電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行下SVG補(bǔ)償無功仿真分析54-56
• 5.1.3 瞬間切除電機(jī)SVG抑制無功振蕩仿真分析56-57
• 5.1.4 SVG抑制TSF可能的諧振仿真分析57-59
• 5.2 基于DSP的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證59-67
• 5.2.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)59-60
• 5.2.2 系統(tǒng)硬件平臺及驅(qū)動電路調(diào)試60-63
• 5.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析63-67
• 5.3 本章小結(jié)67-68
• 結(jié)論68-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果73-75
• 致謝75

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本文編號：613224