统一潮流控制器的模型与控制器研究

摘要

论文以统一潮流控制器为研究对象,就其模型建立、特征谐波的抑制以及控制器的设计等问题应用进行了较深入的分析讨论,提出了相应的实用模型和控制方案,并通过数值仿真进行了研究.论文的主要成果有:针对构成UPFC的强迫换流器产生谐波的机理,设计出一种基于由可关断晶闸管GTO构成的三级48脉冲电压源强迫换流器UPFC装置物理模型,从理论上详细分析、推导了该文设计的UPFC输出电压的特析征谐波及其数学表达式并为其建立了相应的便于的数学模型.理论分析和仿真研究均表达对该文设计的UPFC模型施以适当的触发脉冲控制能有效的消除、抑制输出电压的特征谐波,获得满意的输出电压波形.在论文的仿真中,利用Matlab5.2/Simulink提供的强大功能开发了一些用户仿真模块,顺利地完成了仿真.是该软件在电力系统仿真应用中的一次较为全面的尝试.该论文达到了预期的理想效果,同时也显示了UPFC良好的应用前景.

目录

文摘

英文文摘

1引言

1.1研究的目的和意义

1.2FACTS综述

1.2.1FACTS的主要功能

1.2.2FACTS的主要控制器

1.3UPFC综述

1.3.1物理装置设计及其谐波问题方面的研究

1.3.2数学模型建立方面的研究

1.3.3稳态潮流计算方面的研究

1.3.4控制器设计方面的研究

1.3.5在电力系统中应用方面的研究

1.4本论文的主要工作

2.统一潮流控制器及Matlab5.2\Simulink简介

2.1统一潮流控制器构成原理

2.2统一潮流控制器工作原理

2.3统一潮流控制器在电力系统中的作用

2.3.1串联补偿作用

2.3.2并联补偿作用

2.3.3移相作用

2.3.4串联补偿和电压调节综合作用

2.3.5移相和电压调节的综合作用

2.3.6串联补偿、移相和电压调节的综合作用

2.4Matlab5.2\Simulink简介

3.UPFC的模型设计及其特征谐波分析

3.1概述

3.2UPFC模型简介及谐波分析指标

3.3单相3极换流器的构成及其特征谐波分析

3.43极6脉冲换流器的构成及其特征谐波分析

3.53极12脉冲换流器的构成及其特征谐波分析

3.7仿真研究

3.7.1仿真输出电压波形及其特征谐波

3.7.2仿真脉冲控制对输出电压的动态调节效果

3.8建UPFC的数学模型

3.9小结

4.UPFC的控制器设计

4.1概述

4.2线性最优控制原理

4.2.1全状态量反馈的线性定常最优控制系统设计原理

4.2.2线性定常次最优控制系统最小误差激励法设计原理

4.3UPFC的全状态量反馈线性最优控制器设计

4.3.1含UPFC的单机无穷大系统描述

4.3.2列写含UPFC的单机无穷大系统方程

4.3.3在稳定运行点列写线性化状态方程：

4.3.4控制器设计

4.3.5仿真研究

4.3.6权矩阵改变的影响

4.4UPFC的部分量反馈线性次最优控制器设计

4.4.1次最优控制器设计

4.4.2仿真结果研究

4.5引入辅助反馈的UPFC的次最优控制器设计

4.5.1控制器设计

4.5.2仿真研究

4.6小结

5.结论

致谢

参考文献