大容量STATCOM多目标控制器设计与研究

"这篇开题报告探讨了大容量STATCOM（静止同步补偿器）的多目标控制器设计，主要关注中层控制装置级的稳定快速动态无功响应和非理想系统电压下的运行与保护。报告由韩英铎院士和刘文华副研究员指导，研究生袁志昌进行研究。报告内容包括选题背景和意义、STATCOM的研究现状、20Kvar原理样机实验、课题主要内容及创新点以及论文工作日程安排。" 在电力系统中，STATCOM作为一种先进的动态无功补偿装置，其发展迅速，具有显著的技术优势和经济效益。与传统的SVC相比，STATCOM能够提供更快的动态无功响应，对电力系统的稳定性和安全性有着重要作用。已投入运行的STATCOM设备表现出良好的运行状态，并产生了明显的效益。 报告详细分析了STATCOM的主电路结构，其中提到了三电平结构（如西门子和三菱的实现）和链式结构（如Alstom和清华大学的研究）。三电平结构通过提高开关频率或变压器多重化来实现输出正弦化，适用于需要大量有功传递的应用，如UPFC、IPFC和CSC。而链式结构虽然器件数量较多，但直流电压控制相对复杂，不过可以省去多重化变压器，电平数多，能在低开关频率下保持较好的谐波性能，更适合动态无功补偿需求的场合，例如STATCOM和SSSC。 在控制层面，报告强调了底层控制，主要包括拓扑结构（如两电平、三电平和链式结构）、调制方法（如Staircase、SHE、OPWM和SVM）、开关器件的选择及其损耗优化，以及无功元件如电感（L）和电容（C）的参数选择和控制纹波减少。此外，报告指出中层控制（装置级控制）专注于装置响应时间和各种运行条件下的保护策略，而上层控制则关注如何利用STATCOM提升输电系统的传输能力和稳定性。 该课题的主要内容预计将涵盖STATCOM主电路结构的深入研究、多目标控制器的设计和优化，以及可能的创新点，比如新型拓扑结构、高效控制算法以及在非理想系统电压下的稳定运行方案。论文工作日程安排则可能涉及到理论研究、实验验证和系统集成等多个阶段。