基于反馈线性化的ＳＴＡＴＣＯＭ控制研究

2012年03月31日10:28:51 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

关键字：应用

张晓华，许传明，郭源博
哈尔滨工业大学电气工程系，黑龙江哈尔滨

摘　　　要：利用基尔霍夫定律建立ＳＴＡＴＣＯＭ开关函数模型，采用反馈线性化解耦控制方法，实现ＳＴＡＴＣＯＭ非线性系统有功电流和无功电流的解耦，并基于线性控制理论中的极点配置方法为解耦线性化模型设计了控制器；并根据瞬时无功功率理论对负载线路中的无功电流进行动态实时检测，作为ＳＴＡＴＣＯＭ补偿无功功率的给定，实现对无功变化负载的快速响应。仿真实验结果表明，所设计的控制系统实现了对ＳＴＡＴＣＯＭ的有效控制，保持其直流端口电压稳定于给定值，控制系统具有补偿精度高、动态响应快的优点。

关　键　词：静止同步补偿器；反馈线性化；瞬时无功功率；解耦控制

１　引　言
ＳＴＡＴＣＯＭ（静止同步补偿器）作为柔性交流输电系统（ＦＡＣＴＳ）中的重要组成部分，通过对电网的无功功率动态补偿，可以减小电压波动，同时降低电能损耗，改善电网的电能质量，提高电能的利用率［１４］。２０世纪８０年代以来，国内外学者已经在ＳＴＡＴＣＯＭ理论研究和实际应用中取得了显著成绩［５７］。相对于传统ＳＶＣ（静止无功补偿器），ＳＴＡＴＣＯＭ具有调节速度快、运行范围宽、引入谐波少的特点，尤其是所需储能元件容量小，大大降低了设备的体积与成本［８９］。ＳＴＡＴＣＯＭ的电路拓扑是基于全控器件的三相变流桥，由于其数学模型存在耦合非线性，其控制器的设计仍是一个复杂问题。因此，本文基于非线性控制理论中的反馈线性化方法，将ｄｑ坐标系下的ＳＴＡＴＣＯＭ状态量耦合数学模型变换为一个解耦的精确线性系统，实现了有功电流和无功电流的解耦控制，再利用线性控制理论对ＳＴＡＴＣＯＭ精确线性模型进行控制器设计，仿真和实物实验结果表明：所设计的控制器可以有效地实现对ＳＴＡＴＣＯＭ的控制，补偿了线路中的无功功率，提高了电网功率因数，具有良好的静态、动态响应特性。

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