基于模糊PI控制方式的STATCOM应用研究

摘要

静止同步补偿器STATCOM作为FACTS控制器的重要成员之一，具有先进的控制性能和良好的补偿效果，在补偿系统无功，维持接点电压以及提高系统暂态稳定极限等方面发挥着十分重要的作用。因此近年来，对于STATCOM的控制方法研究日益得到广泛的重视。 目前，大多数STATCOM采用PI控制方式，但是由于PI控制方式参数难以整定且控制器缺乏自适应等不足。所以本文考虑将模糊控制和PI控制方式结合，形成模糊PI控制。这种控制方式充分利用模糊控制的实时性和PI控制的稳态误差为零的优点，有效提高系统响应速度，使STATCOM在任何状态下都能充分发挥其控制效果。 本文根据系统要求，基于模糊控制方法设计一种STATCOM模糊PI控制器。该控制器在各种运行状况下均能根据系统状态判断系统对控制的要求，动态修改PI参数，提高STATCOM在补偿系统无功，提高暂态稳定极限和稳定接点电压方面的瞬时性，鲁棒性和适应性。 通过对STATCOM动态补偿系统无功，提高系统暂态稳定极限，稳定接点电压的仿真分析，可以得出，模糊PI控制方式比纯PI控制能够明显提高系统响应速度，提高系统稳定性，增强系统自适应性。总之，模糊-PI方式无论在动态补偿无功，提高系统暂态稳定极限，还是在稳定接点电压的效果均明显强于纯PI控制方式。

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第一章绪论

1.1本文的研究背景

1.1.1电力系统的发展现状

1.1.2 FACTS的提出及其国内外发展概况

1.1.3无功补偿的必要性和补偿方法

1.1.4 STATCOM在我国发展的必要性

1.2 STATCOM控制器目前研究现状

1.3本文主要研究内容

第二章STATCOM原理及其数学模型

2.1 STATCOM的基本原理

2.2 STATCOM的稳态数学模型

2.3.STATCOM的动态数学模型

2.3.1 STATCOM中瞬时变量的应用

2.3.2 STATCOM中的瞬时电量变换

2.3.3 STATCOM动态模型

2.4小结

第三章STATCOM模糊PI控制策略

3.1模糊系统

3.1.1模糊控制系统结构

3.1.2模糊调节器的设计原理

3.2 STATCOM的控制方式

3.2.1控制方式介绍

3.2.2电流直接和间接控制

3.3.模糊PI控制方案设计

3.3.1STATCOM装置中Fuzzy_PI控制器结构

3.3.2Fuzzy-PI控制器的设计

3.4.本章小结

第四章STATCOM的硬件和软件设计

4.1 STATCOM硬件电路

4.1.1主电路

4.1.2继电回路

4.1.3驱动电路

4.1.4 DSP控制器

4.2 STATCOM软件设计

4.2.1装置软件模块结构

4.2.2下位机软件模块包括

4.2.3上位机软件模块

4.3本章小结

第五章模糊PI控制下STATCOM仿真与结果分析

5.1仿真软件

5.1.1 MATLAB/SIMULINK简介

5.1.2 MATLAB模糊逻辑工具箱图形界面工具简介。

5.2 STATCOM在MATLAB下的无功补偿仿真

5.2.1补偿电流波形图

5.2.2三相无功补偿波形图

5.3电力系统暂态仿真

5.4稳定接点电压仿真

全文结论和展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文