基于雙級(jí)矩陣變換器的統(tǒng)一潮流控制器的研究.pdf

1、UPFC是FACTS中非常有發(fā)展前景的綜合補(bǔ)償器。它的靈活性表現(xiàn)為可以實(shí)現(xiàn)多種控制功能,例如,控制輸電線路上的阻抗、相角以及控制線路中的有功功率和無(wú)功功率的流向。TSMC是新型的矩陣變換器,具有頻率變換功能,還能實(shí)現(xiàn):輸入功率因數(shù)可調(diào);輸出電壓可控;能量可雙向流動(dòng)。用TSMC設(shè)計(jì)UPFC,在結(jié)構(gòu)上符合UPFC的要求,直流環(huán)節(jié)中不需大容量的儲(chǔ)能元件,簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的同時(shí)裝置的體積變小、成本降低。
　　 本文從TSMC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)入手,對(duì)TS

2、MC兩級(jí)的開(kāi)關(guān)采用整流級(jí)有零矢量的雙空間矢量調(diào)制策略進(jìn)行調(diào)制,可以提高電壓傳輸比、維持直流側(cè)電壓恒定、保證無(wú)功供給。對(duì)TSMC開(kāi)關(guān)函數(shù)的分析總結(jié)出了簡(jiǎn)化空間矢量算法,并用仿真驗(yàn)證了簡(jiǎn)化空間矢量是可行的。本文的主要任務(wù)是用TSMC構(gòu)成UPFC并完成其潮流控制功能,經(jīng)過(guò)判斷分析將TSMC逆變級(jí)視為UPFC的控制對(duì)象。由此,輸入端電壓的擾動(dòng)就表現(xiàn)在中間級(jí)直流電壓上,對(duì)輸出電壓的閉環(huán)控制可提高系統(tǒng)的抗擾性能。用合成矢量方法建立了逆變級(jí)的單輸入/

3、單輸出數(shù)學(xué)模型,分析知電壓?jiǎn)伍]環(huán)PI控制不能抑制擾動(dòng)影響且超調(diào)量大。
　　 基于以上情況,對(duì)TSMC采用雙閉環(huán)控制策略—電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán),采用PI控制規(guī)律的控制器。由于PI控制無(wú)法對(duì)正弦量實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差跟蹤,故將測(cè)量值經(jīng)過(guò)三相正弦量到兩相直流量(3s/2r)的變換后進(jìn)行控制。通過(guò)傳遞函數(shù)、根軌跡和頻率響應(yīng)等方法得到了復(fù)數(shù)PI解耦控制方法,電流環(huán)與電壓環(huán)用復(fù)數(shù)PI控制器,不僅使輸出量擺脫了輸入擾動(dòng)的影響,而且解決了電壓電流分量間的耦

4、合問(wèn)題,使輸入輸出波形為標(biāo)準(zhǔn)正弦波。TSMC的雙閉環(huán)復(fù)數(shù)PI控制為UPFC的設(shè)計(jì)提供了條件,經(jīng)過(guò)對(duì)UPFC的合成矢量數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析,本文采用電壓、電流和功率的三閉環(huán)控制策略實(shí)現(xiàn)新型UPFC的潮流控制功能,控制器均采用復(fù)數(shù)PI控制規(guī)律,實(shí)現(xiàn)了零超調(diào)及有效解耦的目的。
　　 論文依據(jù)UPFC實(shí)際投入系統(tǒng)時(shí)的結(jié)構(gòu)搭建系統(tǒng)的仿真模型,基于MATLAB/Simulink進(jìn)行了仿真。對(duì)TSMC三種控制方案(單閉環(huán)PI控制、雙閉環(huán)PI控制和