Statischer Synchronkompensator (STATCOM ) ist der Kern eines flexiblen Wechselstromübertragungssystems. In diesem Artikel wird der Steuermodus von STATCOM vorgestellt.
Im Folgenden finden Sie eine Inhaltsliste
Modus zur Steuerung der physikalischen Größe
Kontrollstrategie
Entsprechend der physikalischen Steuergröße kann sie in Gleichstromsteuerung und indirekte Stromsteuerung unterteilt werden. Bei der Gleichstromsteuerungstechnologie wird die Tracking-PWM-Steuerungstechnologie verwendet, um den Momentanwert der Stromwellenform rückzukoppeln. Es befiehlt direkt das Auftreten von Strom. Es verfügt über eine einfache Struktur, eine schnelle Reaktion auf die Stromregelung und eine gute Robustheit gegenüber Störungen. Es ist jedoch nur für Anlässe mit kleiner und mittlerer Kapazität geeignet und weist bei Anlässen mit großer Kapazität große Einschränkungen auf. Bei der indirekten Stromsteuerung handelt es sich um die indirekte Steuerung des AC-Seitenstroms durch die extrem dünne Amplitude und Phase der AC-Spannung des STATCOM-Wechselrichters. Es ist einfach und leicht zu realisieren, aber die dynamische Leistung ist schlecht. Es ist für STATCOM mit hoher Kapazität geeignet. Um Oberwellen zu reduzieren, können Multiplex-, Multilevel- oder PWM-Technologie zur Verbesserung der Wellenform bei der indirekten Stromsteuerung eingesetzt werden.
Die Vielfältigkeit und Kettenstruktur des Hauptschaltungsdesigns von STATCOM-Geräten sind gängige Technologien zur Verbesserung der Kapazität. Die Mehrfachstruktur besteht darin, mehrere einphasige oder dreiphasige Wechselrichter zu verwenden, um Rechteckspannungen mit Phasenunterschieden von mehreren Grad zu erzeugen, und Transformatoren zu verwenden, um Rechteckspannungen mit unterschiedlichen Phasen in Reihe zu schalten, was die Kapazität und Spannung effektiv verbessern und Oberwellen reduzieren kann, aber auch viele Probleme mit sich bringt, wie z. B. hohe Preise, erhöhte Geräteverluste und Grundfläche. Darüber hinaus bringt die ferromagnetische Nichtlinearität des Transformators auch Schwierigkeiten bei der Konstruktion mit sich. Die Gleichstromkondensatoren jeder Wechselrichterbrücke der STATCOM-Kette sind voneinander unabhängig, und es besteht das Problem einer Unsymmetrie der Kondensatorspannung. Die Hauptursachen für die Unsymmetrie der Kondensatorspannung sind der Unterschied zwischen Hybridverlust, Parallelverlust und Eingangsimpulsverzögerung. Der Kondensatorspannungsausgleich kann durch Anpassen der Phasendifferenz zwischen der Wechselrichterbrücke und dem System sowie des Modulationsverhältnisses jeder Wechselrichterbrücke erreicht werden.
Hinsichtlich der Regelungsstrategie lässt es sich in Steuerung, Regelung und Hybridregelung aus beiden unterteilen. Im Allgemeinen handelt es sich bei der Steuerung um eine Spannungsschleife und eine Stromschleife. In der heimischen Literatur wird erwähnt, dass die Steuerung von STATCOM eine Spannungs- und Strom-Doppelschleifensteuerung auf Basis von SVPWM ist. Der Blindstrom im Laststrom wird durch einen Phasenregelkreis (PLL) und einen Tiefpassfilter (LPF) erfasst, und die Entkopplungssteuerung von STATCOM-Blindstrom und Wirkstrom in der DQ-Ebene wird durch dq-Transformation realisiert. Gleichzeitig wird der Ausgang des DC-Spannungs-Außenschleifenreglers mit dem aktiven Stromregelkreis gekoppelt, um die DC-Spannungsstabilisierungssteuerung zu realisieren.
Aus regelungstechnischer Sicht gibt es PI-Regelverfahren, PI-Inverse-Regelverfahren, robuste adaptive Regelung, rekursive neuronale Netzadaption, Sliding-Mode-Variablenstruktur und Fuzzy-Regelverfahren. Unter anderem erschwert die robuste adaptive Steuerungsmethode die Auswahl des Fuzzy-Steuerungskoeffizienten; Die adaptive Methode des neuronalen Netzwerks hängt nicht von der Einrichtung eines Systemmodells ab, aber ihre Echtzeitleistung ist nicht gut. Die Linearisierung der variablen Struktur im Gleitmodus ist schwierig. In der praktischen Anwendung ist die traditionelle PI-Regelung immer noch in der Mehrheit. In einer anderen Literatur wird eine Methode zur Passivitätskontrolle (PBC) vorgeschlagen, das Euler-Lagrange-Systemmodell von STATCOM erstellt und die Methode der nichtlinearen Programmierung mit variabler Skala zur Optimierung eingeführt.
Um einen besseren Kompensationseffekt zu erzielen, kann das herkömmliche Blindleistungskompensationsgerät gemeinsam mit STATCOM betrieben und gesteuert werden, um die Probleme von Schaltgeräten mit einem Anstieg des Kompensationsstroms, einem Anstieg des Schaltverlusts und einem Rückgang des Wirkungsgrads zu vermeiden und so die ideale Ausgangsstromwellenform zu erhalten. Der hybride statische synchrone Blindleistungskompensator (hSTATCOM) basiert auf der Deadbeat-Steuerung, d. h. die Impulsbreite des nächsten Schaltzyklus wird entsprechend seiner Zustandsgleichung und dem erwarteten Wert des Ausgangsblindstroms berechnet. Bei der Methode der Kombination von aktiver und passiver Kompensation wird TSC als Hauptkompensationsmittel im passiven Teil verwendet, das keine Oberwellen erzeugt und geringe Verluste aufweist; Durch die aktive Kompensation wird eine kontinuierliche Regelung des Kompensationsstroms realisiert und die Blindleistung kann stufenlos in beide Richtungen geregelt werden. In der einheimischen Literatur wird ein neues Hybridgerät bestehend aus SVC und STATCOM sowie ein gemeinsames Betriebsschema auf der Grundlage von Fuzzy-Vorhersage vorgeschlagen, das heißt, STATCOM mit kleiner Kapazität zur Unterdrückung von Flicker und SVC mit großer Kapazität zur Blindleistungskompensation zu verwenden, wodurch die Komplexität des Algorithmus vermieden wird, wenn STATCOM eine asymmetrische Steuerung übernimmt. Der Betriebsmodus der gemeinsamen Steuerung verfügt über einen einfachen Algorithmus und einen klaren Steuerungszweck, seine Struktur kann jedoch komplex sein und wird daher in bestimmten Bereichen entwickelt.
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