直接电流控制的DSTATCOM控制策略的研究

现代工业的发展,一方面对电网电能质量的要求越来越高,如精密的半导体制造业等;另一方面对电网产生了越来越多的污染,甚至引起电网的不稳定,如电气化铁路在电网中产生了大量的负序电流。传统的补偿设备速度慢,精度低,体积大,已不能满足电网的要求。迫切需要一种新的无功补偿装置。 静止同步无功补偿器(STATCOM)是近年来发展起来的新型无功补偿装置,具有补偿速度快,精度高,装置占地面积小等一系列优点。DSTATCOM是静止同步无功补偿器在配电网中的应用,该装置能够快速补偿配电网中各种负载产生的无功电流,并能补偿部分谐波电流。 本文比较了两种电流控制方法的控制特点,认为直接电流控制更适合应用在DSTATCOM中。采用了开关函数建模法建立其模型,该方法较简单准确,便于进行线性化处理。采用park变换得到了旋转坐标系下的平均模型等效电路,并进行了dq解耦控制。采用交流小信号方法对其模型进行分析,得到了其交流小信号等效电路。在该电路的基础上,本文建立了系统的电压电流双闭坏控制方框图。采用工程设计法设计调节器,设计思路清晰。 不对称控制在本文中占据重要地位。本文分析了间接电流控制法和直接电流控制法的不对称控制策略,揭示了在直接电流控制法中负载不对称可以通过DSTATCOM消除,而电源电压不对称并不会对装置产生危害,只是补偿后的功率因数略小于1。严重的电源电压不对称应视为故障,可由串联型FACTS装置补偿不平衡电源电压。 本文对直接电流控制的DSTATCOM的启动过程、稳态下各种性质的负载的补偿性能、不对称负载的补偿进行了仿真。仿真表明,本文采用的直接电流控制策略是正确有效的。