输电线路链式STATCOM控制方法及其PWM调制策略

摘要

随着我国电网事业的发展，柔性交流输电技术越来越受到重视，作为FACTS家族的重要成员，大容量链式静止无功补偿器（STATCOM）由于响应速度快、补偿电流不受系统电压影响等许多益处得到了广泛关注。针对这种新型无功补偿装置，本文主要做了以下几方面的工作：
　　论述了无功补偿的意义，链式STATCOM的需求与前景，而且简要介绍了控制方法的发展；建立了链式STATCOM在三相静止平衡坐标系下的外特性低频动态模型，详细论述了坐标变换的理论，利用瞬时无功功率分析了STATCOM与系统功率交换问题；研究了用于链式STATCOM的脉宽调制（PWM）策略，主要介绍了水平载波移相法(CPS-PWM)和消除特定谐波法，消除特定谐波法主要工作在于非线性方程组的求解，基于单级倍频的载波移相法输出谐波特性优良，可连续调节，所以选择水平载波移相法作为底层器件级控制方法；全面分析了链式STATCOM内部模型，仿真验证了直流侧电容电压不平衡的原因，提出基于分层控制的解决方案，为利用外特性模型解决实际问题奠定了基础；重点研究了STATCOM主电路的控制方法，介绍了传统PI控制方法、输入输出反馈线性化方法以及基于扩张状态观测器(ESO)的自抗扰设计方法，比较仿真验证方法的可行性。针对输电线路链式STATCOM的多目标控制，本文选择稳定电压和定无功功率两种目的设计系统级控制器，很好的完成了控制目标。

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第一章 绪论

1.1 电力系统无功补偿的意义

1.2 静止同步补偿器（STATCOM）的特点

1.3 STATCOM的国内外研究现状和应用前景

1.4 本文的主要研究内容

第二章 STATCOM的工作原理及外特性模型

2.1 STATCOM的工作原理

2.2 交流系统平衡时链式STATCOM的外特性模型

2.3 本章小结

第三章 链式STATCOM的PWM调制策略研究

3.1 特定谐波消除法PWM数学分析与仿真

3.2 CPS-PWM数学分析与仿真

3.3 PWM采样原理

3.4 本章小结

第四章 直流侧电容电压均衡控制

4.1 直流侧电容电压不平衡原因分析及仿真

4.2 直流侧电容电压均衡控制策略及仿真

4.3 本章小结

第五章 链式STATCOM的交流侧控制方法研究

5.1 交流侧功率前馈解耦控制与仿真

5.2 多输入多输出状态反馈线性化控制

5.3 基于ESO的自抗扰控制器设计

5.4 本章小结

第六章 链式STATCOM的系统级控制方法研究

6.1 稳定电压的控制

6.2 定无功功率控制

6.3 本章小结

第七章 结论

参考文献

致谢