STATCOM自适应分数阶重复控制的研究

王素娥， 燕晨阳， 郝鹏飞

(陕西科技大学 电气与信息工程学院，西安 710021)

0 引 言

分布式发电、大型轧钢机、电力机车等负荷的运行产生了低次谐波，严重影响设备正常使用。静止同步补偿器(STATCOM)是交流柔性输电的核心装置之一，通过向电网注入补偿电流抵消负载产生的无功与谐波，具有调节速度快、成本低、体积小等优点，已经越来越多地应用于风电场和光伏电站[1-4]。

三相电压型STATCOM的控制方法中，传统PI控制简单易实现，但抑制谐波的能力较差，对指令补偿电流跟踪精度较低[5]。谐振控制器理论上在谐振频率处具有无穷大增益，在谐振频率处可以实现对信号的无静差跟踪。文献[6]中采用多重比例谐振控制器并联控制方式，有效抑制了电网的各次谐波，但多重谐振项参数设计复杂。重复控制在基波频率及谐波频率处都产生较高的增益，可以视为多个谐振控制器并联的形式，进而对谐波具有好的抑制效果[7]。

国标规定电力系统正常运行时频率会存在(±0.2～±0.5) Hz偏差，在电力系统不正常运行时偏差则达到±1 Hz，而且基波的频率偏差会在谐波频率处成倍放大。当电网频率波动时，控制器谐振频率会偏离实际电网频率，导致其增益下降，补偿精度降低。文献[8-9]中通过实时改变数字系统采样频率保证重复控制器内模环节的相位滞后阶数与电网频率的整数倍关系，而采样频率的不断变化必然会使控制器设计复杂化；文献[10]中引入内模系数Q将重复控制各谐振点变为准谐振，增加了控制器对电网频率的适应能力，但算法受准谐振控制器的带宽限制，无法在频率波动较大时保持控制精度。……