基于模糊-无差拍联合控制SVG系统研究

作     者：唐华章 

作者单位：海南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王磊

授予年度：2021年

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：SVG 静止同步补偿器 无功补偿 模糊算法 无差拍控制 

摘      要：随着我国工业规模的增长和电力技术的不断突破,特高压电网架构业已逐步形成。系统内大部分设备都会通过消纳无功来维持正常工作。因此,无功功率为电网的电能传输、转换创造了必要条件。但这次这些无功功率若不能够实时地进行补偿,那么电网和电气设施的安全将会受严重地影响。电网系统最开始是通过电容、电抗这类固定设备来进行无功补偿的。随着技术发展,无功补偿设备的种类逐渐繁多,后面系统中也开始使用静止无功补偿器(下称SVC,Static Var Compensator)来进行补偿。再到现在静止无功发生器(下称SVG,Static Var Generator)也成为了电网系统中无功设备的重要部分。而其作为最新的无功补偿装置,具有无级调节、实时跟踪等特点,是电力电子领域研究的一个重点。所以,本文的绪论部分就给读者分别介绍了各类无功设备的发展沿革,并对这些设备各自的优劣进行了说明。然后在第二章对SVG的工作工作原理进行了阐述并分类,之后确定了适合于本文研究的SVG主电路类型。无功电流的检算是整个无功补偿系统中非常重要的一环,之前检算功能的实现是通过检测网侧电压来确定需要补偿的无功功率的,而如果对检算出来的电压进行实际控制的话,可能会出现谐波问题,而谐波问题会进一步影响系统的稳定。随着整个电力技术的推进,在上世纪八十年代瞬时无功功率理论的提出的背景下,电流检测环节也有了新的理论基础,即以abc-αβ坐标转化为基础的p-q检算、i-i检算,对其做出了部分改进,分析了其产生检测误差的场合、原因及其优缺点,从而确定本文所采用的检测方式。控制算法和策略作为无功补偿设备运行时的核心环节直接决定了无功的效果。因此,本文的目的是研究提高控制系统响应能力、鲁棒性和谐波控制水平的一种较为优异的控制方法。故论文首先对SVG电流控制和电压控制进行了介绍,并就电流控制中较为经典的控制算法进行了说明。从控制实效性和稳定度方面设计了模糊-无差拍联合控制无功补偿策略。最后通过对电流滞环比较算法、无差拍控制算法、模糊-无差拍控制联合算法三种方法进行仿真对比,验证了本文所设计的控制方法在SVG无功补偿的电流跟踪和补偿稳定方面的有效和实用性。