静止同步串联补偿器的反馈线性化控制方法研究

摘要

静止同步串联补偿器(Static Synchronous Series Compensator,SSSC)是用于解决电力系统经济性和稳定性问题的重要设备之一，也是柔性交流输电系统 FACTS控制器中新近发展的技术之一。通过反馈控制逆变器产生相角和幅值均可控的同步正弦电压，与交流系统交换能量，同时快速、有效、灵活、精确地调控交流输电线路上的等效阻抗，增大交流输电系统传输功率的极限，提高运行稳定性，实现交流输电安全、优质、高效、经济的运行。因此对SSSC控制器设计的研究具有重要的现实意义。传统的PID控制响应速度较慢，对电力系统的动态特性改善不明显，为了改善电力系统的暂态控制性能及动态跟踪性能，本文首先分析了SSSC系统的运行原理，然后推导了SSSC系统的数学模型，建立了静止同步串联补偿器在同步旋转dq坐标系下的非线性数学模型。应用线性化方法将静止同步串联补偿器的非线性系统转化为线性系统，在此基础上对其进行变结构控制。提出基于状态反馈线性化变结构控制的静止同步串联补偿器的设计方法。在 PSCAD中搭建模型，在精确线性化变结构控制策略下与传统 PID控制的静止同步串联补偿器进行仿真对比，仿真结果表明了设计的控制具有更快的响应速度，提高了系统的动态跟踪性能，输出波形明显变好。
　　（1）介绍了研究SSSC的背景和意义，以及国内外研究现状，说明本次课题的主要研究工作。
　　（2）介绍了SSSC的主要拓扑结构，结合其工作原理推导了SSSC系统的数学模型。并介绍其运行特性。
　　（3）提出了可以使该系统响应更加迅速与稳定的控制策略。建立在同步旋转dq坐标系下的非线性数学模型。应用线性化方法将静止同步串联补偿器的非线性系统转化为线性系统，在此基础上提出改进对其进行变结构控制。
　　（4）最后在PSCAD/EMTDC中搭建该控制策略下的SSSC与传统PID控制策略下的SSSC仿真平台，对两种控制策略进行了仿真对比研究。

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第1章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 SSSC控制方法研究现状

1.3 SSSC国内外工程应用研究现状

1.4 论文的主要工作

第2章 SSSC工作原理与工作特性

2.1 SSSC概述

2.2 SSSC的工作原理

2.3 SSSC的工作特性

2.4 本章小结

第3章 SSSC的数学模型

3.1 交流测的电路方程

3.2 直流侧电路方程

3.3 SSSC的数学模型

3.4 本章小结

第4章 SSSC的控制策略

4.1传统的PI控制

4.2状态反馈线性化变结构控制

4.3 直流侧电容电压的控制

4.4 控制系统指令值的确定

4.5 SSSC的调制策略

4.6 本章小结

第5章 SSSC的仿真研究

5.1 SSSC的基本结构

5.2 SSSC的仿真模型

5.3本章小结

第6章 总结和展望

6.1 本文总结

6.2 展望

致谢

参考文献