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本论文的研究工作主要围绕基于IGBT的大功率新型静止同步补偿器(STATCOM)的研究、开发而展开,涵盖了STATCOM工作机理的研究,STATCOM控制方法的研究和STATCOM装置设计开发等主要内容。
首先简要分析了STATCOM的工作原理,研究并总结了STATCOM装置的控制和运行特性,与传统的无功补偿装置相比,STATCOM的调节速度更快,运行范围宽,性能大大优于传统的同步调相机及SVC。并且从能量的观点列出了STATCOM的稳态功率方程,分析了其动态行为;并以单机简单电力系统为例分析了STATCOM对电网电压稳定的影响。为大功率新型STATCOM的研制打下良好的理论基础。
对STATCOM的控制方法进行了研究。介绍了基于瞬时无功功率理论的i<,p>-i<,q>无功电流检测法,引入一种三角波调制的改进规则采样法用于脉冲触发。控制器采用双闭环控制,外环为采用普通PI的电压控制环,电流内环采用一种基于改进型单神经元的参数自调整策略,利用模糊推理和自学习算法分时段在线调整的PI参数。这种调整策略将控制器参数看作由单神经元的比例系数和加权系数两部分组成,在误差较大时采用模糊推理在线调整单神经元的比例系数,用以提高系统的跟踪速度,在误差较小时采用自学习算法调整单神经元的加权系数,用以提高系统的鲁棒性和自适应能力。
结合 以上设计的控制方案,详细阐述了一台±300KVA STATCOM实验装置的设计实现过程,对大功率逆变器的控制和保护等技术都有深入的论述。最后给出了实验装置的动模试验结果。结果表明,所研制的大功率STATCOM装置能实时跟踪系统无功功率的变化,快速的实现系统无功功率的平衡和电压调整;增强了系统电压稳定性。