柔性多状态开关端口不平衡时电压控制策略

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lszh2009
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随着新一轮的能源革命席卷全球,分布式电源大量的接入电网,配电网中的潮流流向变得日益复杂,严重影响了配电网的供电可靠性,大大降低了系统供电的质量。柔性多状态开关是最近新发展而来的的电力电子设备,它在配电网络可以实现所联馈线的潮流流向的迅速改变、且控制策略方式的选择多样化,日益代替了传统的联络开关,在提升配电网的供电质量方面发挥着重要的作用。本文选取背靠背型电压源结构的三端口柔性多状态开关作为研究对象,首先对其工作原理做了研究,对其常用的几种拓扑结构做了分析,建立了三端口柔性多状态开关在三相静止abc坐标系、两相静止αβ坐标系、以及dq旋转坐标系下的三种数学模型,并以此为基础研究了直流稳压UdcQ控制、恒有功和无功功率PQ控制、以及恒电压和频率VF控制策略。然后,对三端口柔性多状态开关在单端口和多端口不平衡情况下,直流侧电压脉动情况进行了详细的研究推导,得到不论是单端口和多端口不平衡情况下均会在直流侧产生2倍频的电压脉动的结论。并以此为基础,根据电容补偿器原理,设计出一种基于滑模控制的控制策略,通过对脉动的功率进行补偿,进而抑制直流侧电压脉动,对控制器的参数进行了设计,并在MATLAB/Simulink搭建了三端口柔性多状态开关的仿真模型,并对所提控制策略的有效性进行了验证。最后,为了获得更加优良的直流侧电压抑制效果,在控制器端增加了非线性干扰观测器,通过非线性干扰观测器对所需要的脉动的电压和功率信息进行采集,进而得到补偿器所需要的补偿的脉动功率信息,对直流侧电压的脉动进行更好的补偿。并对控制器的参数进行了设计,同样的在MATLAB/Simulink搭建了三端口柔性多状态开关的仿真模型,在多种不同的工况下对所提方法的有效性和优良性进行了验证。
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