本文關鍵詞：H橋級聯(lián)型SVG控制方法及控制器的研究

  更多相關文章： 級聯(lián)型SVG 模型預測控制 反饋校正 直流側電壓平衡 控制器設計

【摘要】：近年來,隨著電力系統(tǒng)中大量感性負載和沖擊性負載的接入,帶來了無功、諧波污染、電壓跌落、三相不對稱等電能質(zhì)量問題,供電可靠性和電能質(zhì)量問題也得到了越來越多的關注。級聯(lián)型靜止無功發(fā)生器(static var generator,SVG)作為無功補償領域的最新技術,能夠很好地解決以上電能質(zhì)量問題,具有模塊化、易擴展等特點。本文主要針對H橋級聯(lián)型SVG的電流跟蹤控制、直流側電容電壓平衡控制、控制器的設計等問題進行了研究。本文選取△型聯(lián)接結構作為SVG的主電路結構,闡述了SVG的基本工作原理。然后建立了SVG的數(shù)學模型。針對H橋級聯(lián)型SVG提出一種有限控制集模型預測控制,通過對其控制集的優(yōu)化,可以有效地降低滾動優(yōu)化的難度,減小計算量;加入的反饋校正環(huán)節(jié)能夠克服模型失配、環(huán)境干擾等因素的影響,改善電流跟蹤性能,增強控制策略的魯棒性,并搭建仿真模型對模型預測控制進行了驗證。其次針對直流側電容電壓的平衡控制問題,分別從直流側電容電壓的總體控制、相內(nèi)平衡控制與相間平衡控制三個方面進行了研究:采用PI調(diào)節(jié)實現(xiàn)對直流側電容電壓的總體控制;提出一種基于預測排序法的相內(nèi)直流側電容電壓平衡控制策略,將各H橋功率單元的直流側電容電壓控制在允許波動范圍內(nèi)的同時降低了開關頻率;分析了引起相間直流側電容電壓不平衡的原因,正序電壓與負序電流、負序電壓與正序電流之間相互作用都會引起有功功率的不平衡,針對兩種不同工況下的相間不平衡問題提出了零序電流注入法和負序電流注入法,通過仿真模型驗證了直流側電容電壓的平衡策略。最后本文設計了H橋級聯(lián)型SVG的控制器,根據(jù)H橋級聯(lián)型SVG的結構特點,將控制系統(tǒng)分為三級結構,并重點針對主控制器和功率單元控制器進行了設計;構建了基于DSP+FPGA的主控制器,并設計了電路板;通過恰當?shù)倪x用器件、合理設計電路等措施設計了功率單元控制器,最后搭建了低壓和高壓SVG試驗平臺,試驗結果驗證了設計方案的可行性和正確性。
【關鍵詞】：級聯(lián)型SVG 模型預測控制 反饋校正 直流側電壓平衡 控制器設計
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM761
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 課題的研究背景及意義10-11
• 1.2 無功補償裝置的應用現(xiàn)狀11-13
• 1.3 現(xiàn)有高壓大容量SVG主電路拓撲介紹13-17
• 1.3.1 變壓器多重化結構13-14
• 1.3.2 鉗位式多電平結構14-15
• 1.3.3 模塊化多電平結構15-16
• 1.3.4 級聯(lián)式多電平結構16-17
• 1.4 SVG的控制策略17-19
• 1.5 本文的主要內(nèi)容19-20
• 第2章 級聯(lián)型SVG的模型預測控制20-38
• 2.1 SVG的主電路結構20-21
• 2.2 SVG的基本原理21-22
• 2.3 級聯(lián)型SVG的數(shù)學模型22-24
• 2.4 級聯(lián)型SVG的模型預測控制24-34
• 2.4.1 模型預測控制基本原理24-28
• 2.4.2 控制集的優(yōu)化與預測模型的構造28-30
• 2.4.3 性能評估函數(shù)30-31
• 2.4.4 反饋校正31-33
• 2.4.5 整體控制策略33-34
• 2.5 仿真研究34-37
• 2.6 本章小結37-38
• 第3章 直流側電容電壓平衡控制策略38-61
• 3.1 直流側電容電壓總體控制38-39
• 3.2 相內(nèi)直流側電容電壓平衡控制39-44
• 3.2.1 相內(nèi)直流側電容電壓不平衡原因分析39-40
• 3.2.2 傳統(tǒng)相內(nèi)直流側電容電壓平衡控制策略40
• 3.2.3 基于預測排序法的相內(nèi)直流側電容電壓平衡控制40-44
• 3.3 相間直流側電容電壓平衡控制44-54
• 3.3.1 相間直流側電容電壓不平衡原因44-47
• 3.3.2 相間直流側電容電壓平衡控制策略47-54
• 3.4 仿真研究54-59
• 3.5 本章小結59-61
• 第4章 級聯(lián)型SVG控制器的設計61-78
• 4.1 引言61
• 4.2 級聯(lián)型SVG數(shù)字控制系統(tǒng)的結構61-62
• 4.3 主控制器的設計62-71
• 4.3.1 主控制器的接口需求分析62-63
• 4.3.2 數(shù)字控制器的選用63-65
• 4.3.3 基于DSP+FPGA的主控制器系統(tǒng)構建65-71
• 4.4 功率單元控制器的設計71-73
• 4.5 實驗研究73-77
• 4.6 本章小結77-78
• 總結與展望78-80
• 參考文獻80-84
• 附錄A （攻讀學位期間的研究成果）84-85
• 致謝85

【參考文獻】

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本文編號：678286