STATCOM影响高压直流输电动态响应性能的仿真研究

摘要

本文在同步旋转坐标系下,采用STATCOM的暂态数学模型,基于非线性反馈线性化的逆系统方法,构造出STATCOM的伪线性系统,依据滑模变结构控制理论设计出STATCOM的滑模变结构控制器。重点研究了在交直流系统中,采用SVC、STATCOM等不同补偿装置补偿无功时,对HVDC系统故障时动态响应性能的影响。对采用PI控制的STATCOM与采用变结构控制的进行了比较,仿真结果表明采用该控制策略的STATCOM能更好地提高HVDC系统在故障时的动静态性能。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

1.1.1 高压直流输电的概况及发展

1.1.2 交流系统换流站无功补偿对直流功率恢复的影响

1.2 国内外研究现状

1.2.1 FACTS装置的发展历程

1.2.2 静止同步补偿器(STATCOM)的研究应用概况

1.2.3 STATCOM非线性控制策略的研究现状

1.3 论文研究内容

第二章 高压直流输电基础及换流站无功补偿理论

2.1 高压直流输电系统(HVDC)模型

2.2 高压直流输电系统的主要电气设备及其功能

2.3 高压直流输电系统(HVDC)中换流站理论及无功功率的消耗

2.3.1 换流器工作原理

2.3.2 换流器功率因数

2.3.3 换流器无功功率消耗的计算

2.3.4 不同控制方式下的无功功率控制

2.3.5 交流系统的无功支持

2.4 无功补偿装置类型及容量确定

2.4.1 容性无功补偿装置容量确定

2.4.2 感性无功补偿装置容量确定

2.4.3 无功补偿与交流滤波器的协调

2.5 无功补偿装置分组

2.5.1 无功小组容量估算

2.5.2 无功大组容量确定

2.5.3 无功补偿装置投切顺序

2.6 本章小结

第三章 STATCOM的工作原理、控制算法及模型建立

3.1 STATCOM的工作原理

3.2 STATCOM控制系统的结构与基本功能

3.3 基于滑膜变结构原理的STATCOM控制器设计

3.3.1 滑模变结构控制的基本原理

3.3.2 STATCOM的暂态数学模型

3.3.3 STATCOM的逆系统

3.3.4 STATCOM的控制器设计

3.4 STATCOM主控制器控制算法的实现

3.4.1 控制策略

3.4.2 控制的类型、结构

3.5 STATCOM模型参数的确定

3.5.1 等值电抗的选取

3.5.2 等值电阻的选取

3.5.3 直流侧储能电容值的选取

3.6 本章小结

第四章 STATCOM影响高压直流输电动态响应性能的仿真

4.1 系统仿真模块图

4.2 逆变侧换流器母线三相接地短路故障

4.3 逆变侧远端三相接地故障

4.4 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 本文的主要工作

5.2 存在的不足与后续工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文