基于線性自抗擾的SVG無功振蕩抑制研究.pdf

1、本課題以注塑機(jī)工作時(shí)無功沖擊嚴(yán)重而造成公共連接點(diǎn)(Point of Common Coupling,PCC)電壓跌落為研究背景，設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)性能優(yōu)越的靜止無功發(fā)生裝置(Static Var Generator,SVG)進(jìn)行補(bǔ)償，針對(duì)大沖擊負(fù)載下SVG裝置響應(yīng)不及時(shí)造成的無功振蕩現(xiàn)象，提出一種新型的線性自抗擾控制(Linear Active Disturbance Rejection control,LADRC)策略，快速跟隨PCC點(diǎn)電壓變化

2、并抑制可能出現(xiàn)的無功振蕩現(xiàn)象，保證SVG在惡劣工況下運(yùn)行的穩(wěn)定性。同時(shí)抑制同網(wǎng)晶閘管投切濾波器(Thyristor Switch Filter,TSF)的并聯(lián)諧振。論文主要研究工作如下：
　　首先對(duì)SVG無功補(bǔ)償原理進(jìn)行分析，確定SVG拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，研究無功振蕩的產(chǎn)生機(jī)理，并推導(dǎo)得到無功功率和公共連接點(diǎn)電壓之間的關(guān)系，建立SVG等效數(shù)學(xué)模型，對(duì)得到的模型強(qiáng)耦合特性進(jìn)行分析，確定了以電壓為指標(biāo)的d-q軸電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)。

3、
　　基于對(duì)自抗擾控制技術(shù)的研究，得出模型的耦合項(xiàng)以及參數(shù)攝動(dòng)等引起的系統(tǒng)總擾動(dòng)均可以通過線性自抗擾控制器中的擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器直接觀測(cè)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)SVG模型中d-q軸的完全解耦控制。在控制器設(shè)計(jì)過程中，通過極點(diǎn)配置以及線性化方法，有效降低了控制器的復(fù)雜程度，易于工程實(shí)現(xiàn)。最后利用李雅普諾夫穩(wěn)定性分析方法對(duì)所設(shè)計(jì)的控制器進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)證。
　　根據(jù)注塑機(jī)系統(tǒng)實(shí)際工況進(jìn)行TSF數(shù)學(xué)建模分析，研究TSF與電網(wǎng)發(fā)生諧振的內(nèi)在機(jī)

4、理。為了保證整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，通過控制SVG補(bǔ)償裝置為有源阻尼參數(shù)，抑制TSF與電網(wǎng)可能發(fā)生的并聯(lián)諧振。幅頻特性分析表明SVG對(duì)TSF諧振有很好的抑制作用。
　　在Matlab/Simulink仿真環(huán)境下對(duì)所設(shè)計(jì)的裝置進(jìn)行系統(tǒng)仿真驗(yàn)證，采用晶閘管整流的直流電機(jī)作為負(fù)載模擬注塑機(jī)特性，將線性自抗擾控制器與PID的控制效果進(jìn)行比較。結(jié)果表明，基于線性自抗擾控制的SVG裝置可以更加快速的補(bǔ)償無功，穩(wěn)定PCC點(diǎn)電壓，且在面對(duì)大沖擊負(fù)載