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静止同步补偿器的新型多目标控制方法仿真分析

作　者: 王莹
导　师: 束洪春
学　校: 昆明理工大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 静止同步补偿器(STATCOM) 目标满意度控制并联补偿
分类号: TM761
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

静止同步补偿器(STATCOM)的建模和控制的研究在STATCOM研究中起着比较重要的作用。针对电力系统非线性及对控制器要求多目标的特点,和STATCOM多目标控制器设计的难度,本文提出了一种能满足电力系统多目标要求的非线性控制器设计方法。并以单机无穷大系统为例,用该方法为STATCOM设计了控制器。仿真结果证明了无论是在大干扰下,还是在小干扰下,本文所设计的控制器均具有良好的性能。本文的具体的研究成果如下：(1)阐述了瞬时电压、电流有效值的概念,它不但是分析研究带FACTS装置的电力系统的必要手段,也是为FACTS装置设计性能优良的控制器所必需的。(2)指出了并联补偿在电力系统中的必要性。并对并联补偿在电力系统中的作用做了详细的分析。(3)对STATCOM的运行原理进行了较为详细的研究,介绍了STATCOM的主电路结构,以及有效地消除谐波的同时提高逆变器容量和电压等级的三种技术手段；详细推导了STATCOM的动态数学模型；探讨了STATCOM的稳态功率和电流。并在此基础上分别搭建了STATCOM主电路的物理模型和数学模型仿真模型。(4)为STATCOM设计了满足各个单目标要求的控制器。通过仿真分析,验证了运用自适应逆系统PI控制方法的STATCOM对维持电压节点不变的良好控制效果。(5)阐述了基于目标满意度的交互式多目标决策方法。本文提出了一种基于目标满意度的交互式多目标决策方法的能满足电力系统多目标要求的STATCOM控制器设计方法。仿真结果证明了无论是在打干扰下,还是在小干扰下,所设计的控制器均具有良好的性能。优化过程简单实用,是一种很有发展的方法。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-16
  1.1 课题研究的背景及意义  8-10
  1.2 STATCOM的应用与研究现状  10-13
  1.3 本文研究的主要内容  13-16
第二章并联补偿  16-30
  2.1 瞬时电压、电流有效值  16-17
  2.2 电能质量与并联补偿  17-21
    2.2.1 电能质量概述  17-18
    2.2.2 对负荷进行无功补偿原理  18-21
  2.3 电力系统谐波与并联补偿  21-24
    2.3.1 谐波的产生及其危害  21-22
    2.3.2 并联补偿抑制谐波的原理  22-24
  2.4 电力系统性能与并联补偿  24-28
    2.4.1 电力系统动态性能与并联补偿  24-25
    2.4.2 电力系统暂态电压稳定与并联补偿  25-27
    2.4.3 电力系统静态电压稳定与并联补偿  27
    2.4.4 电力系统振荡稳定与并联补偿  27-28
  2.5 本章小结  28-30
第三章 STATCOM的运行原理及数学模型  30-48
  3.1 STATCOM的运行原理  30-32
  3.2 STATCOM的主电路结构  32-38
    3.2.1 逆变器多重化技术  33-35
    3.2.2 多电平技术  35-37
    3.2.3 单相桥串联技术  37-38
  3.3 STATCOM数学模型  38-42
    3.3.1 STATCOM动态数学模型  38-41
    3.3.2 STATCOM的稳态功率与电流  41-42
  3.4 STATCOM主电路仿真模型的建立  42-45
    3.4.1 STATCOM系统仿真的建立  43-44
    3.4.2 STATCOM主电路仿真模型的建立  44-45
  3.5 本章小结  45-48
第四章 STATCOM单目标控制方法  48-60
  4.1 概述  48-49
  4.2 提高系统的静态稳定极限  49-50
  4.3 提高系统的暂态稳定极限  50
  4.4 阻尼系统振荡  50-52
  4.5 维持节点电压不变和抑制闪变  52-58
    4.5.1 传统的基于比例调节的电压控制方法  54-55
    4.5.2 维持电压的自适应逆系统控制方法  55-56
    4.5.3 仿真结果  56-58
  4.6 本章小结  58-60
第五章 STATCOM多目标满意度优化控制方法  60-86
  5.1 满意度优化控制方法概述  60-61
  5.2 满意解与满意度函数  61-65
    5.2.1 满意解与满意度函数定义  61-64
    5.2.2 满意度函数的形式  64-65
  5.3 基于目标满意度的交互式多目标决策方法  65-69
    5.3.1 目标满意度函数  66
    5.3.2 目标总体协调度函数  66-67
    5.3.3 决策模型  67-69
  5.4 基于多目标满意度优化的STATCOM控制方法  69-72
    5.4.1 数学方法的实现  69-71
    5.4.2 STATCOM控制策略的确定  71-72
  5.5 含有STATCOM的电力系统仿真实现  72-85
    5.5.1 单相接地故障仿真分析  72-76
    5.5.2 三相接地故障仿真分析  76-79
    5.5.3 小扰动仿真分析  79-81
    5.5.4 并入冲击性负荷仿真分析  81-85
  5.6 本章小结  85-86
第六章结论与展望  86-90
  6.1 结论  86-87
  6.2 展望  87-90
致谢  90-92
参考文献  92-96
攻读学位期间发表的论文  96

静止同步补偿器的新型多目标控制方法仿真分析

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