【摘 要】
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随着生产和生活对电能质量的要求越来越高,保证供电的可靠性和高电能质量也随之变得越来越重要。链式静止同步补偿器(STATCOM)作为一种重要的无功补偿装置,以结构简单、易于模
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随着生产和生活对电能质量的要求越来越高,保证供电的可靠性和高电能质量也随之变得越来越重要。链式静止同步补偿器(STATCOM)作为一种重要的无功补偿装置,以结构简单、易于模块化设计、谐波特性好等优点,使其具有广泛的研究价值和应用前景。近年来,针对链式STATCOM的研究越来越深入,其中链式STATCOM控制方法的研究也成为热点之一。 本文介绍了链式STATCOM的拓扑结构及其工作原理,并通过建立数学模型分析其动稳态特性。介绍了三种方式下的移相载波技术(Carrier Phase-Shifted SPWM,简称CPS-SPWM):双极性CPS-SPWM,2π/N移相方式的单极倍频CPS-SPWM和π/N移相方式的单极倍频CPS-SPWM调制技术。在MATLAB中对其进行了仿真分析,仿真结果表明了π/N移相方式下的单极倍频CPS-SPWM技术相比于其他两种方式的输出波形谐波含量更小,性能更佳。同时进行实验验证。将此调制技术应用于级联H桥的拓扑结构,可以实现在较小的器件开关频率下提高系统等效开关频率,在降低器件开关损耗的同时又增大了系统的容量,提高了电压等级。 在所建立的数学模型基础上,运用非线性理论和反馈线性化方法将原系统简化为一阶积分系统,并实现有功电流和无功电流的解耦;对于控制器的设计,首先使用PI控制器来实现电流跟踪,考虑到提高系统的鲁棒性,同时还设计了滑模控制器。针对以上控制方法和不同控制器的设计,在MATLAB/Simlllink中搭建11电平仿真模型,仿真结果证明所使用控制方法及所设计控制器的可行性和有效性。 本文设计了基于DSP与FPGA联合控制的链式STATCOM实验平台的软件程序。在该实验平台上对以上所选用的调制策略和各种控制方法进行了实验验证,实验结果证明了所采用方法的正确性和有效性。
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