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DSTATCOM的滑模变结构控制研究
摘要
直流链接恒定电压源（DClinkconstantvoltagesource）的电力电子设备——DSTATCOM，是一种可控电源，是用来维持含有非线性负载的电力电网电压的稳定性和降低谐波的设备。本文旨在研究DSTATCOM的滑模变结构控制技术，并探讨其在电力系统中的应用。
关键词：
DSTATCOM，滑模控制，变结构控制，电力系统
引言
随着现代电力系统规模的不断扩大、电磁环境的复杂与恶化，电网的质量需求更加严格，对直流抑制器（DSTATCOM）的需求也越来越多。DSTATCOM是一高性能，有单相节能质权源，同时使用辅助交、直电力电子换流器结构，为电极网提供无功电力，进而控制电网电压，改善电功率质权，增强电网的稳定性，降低线路谐波产生影响等，通过提高功率因数恢复蓄电池的电量、延长其运行时间，为电力系统提供了重要的支撑。
因此本文将对DSTATCOM进行深入研究，重点探讨DSTATCOM的滑模变结构控制技术，分析该技术在电力系统中的应用，从而为DSTATCOM的实际应用提供参考与指导。
一、DSTATCOM简介
DSTATCOM是一种直流链接恒定电压源（DCLinkConstantVoltageSource）的电力电子设备。其主要功能是维持电网电压的稳定性和降低谐波，使得电力质权得到提高。DSTATCOM的主要组成部分有：单相电源/节能器、交、直电力电子变流器、控制单元等。其中，单相电源或节能器的作用是为控制器提供直流电源，交、直电力电子变流器则是DSTATCOM的核心部件，主要作用是对电能进行变换。
DSTATCOM通过对电网电压进行实时监测，并采用逆变器对电流进行无功补偿。它的控制策略包括分压控制策略、电流控制策略和混合控制策略等。其中，滑模变结构控制技术是当前应用广泛的一种控制策略。
二、滑模变结构控制技术
滑模变结构控制技术（SlidingModeVariableStructureControl,SMVSC）是一种特殊的非线性控制技术，在时域或状态空间内实现了对系统的精确控制。SMVSC技术的基本思想是，将控制系统划分为两个结构不同的子系统，分别由不同的线性控制器进行控制，当这两个子系统具有一致性时，即达到整个系统的稳定和控制的目的。
得益于SMVSC的特性，它被广泛应用于伺服控制、电力系统控制等复杂系统控制领域，成为当前控制领域研究的焦点之一。相比于传统控制方法，SMVSC具有更好的鲁棒性和更强的适应能力，在实际控制中具有广泛的应用前景。
三、基于SMVSC的DSTATCOM控制方案
在电力系统中，DSTATCOM的主要目的是通过控制电网电压实现电力质权的提高和谐波的降低。因此，在DSTATCOM的控制中必须考虑电力质权的控制和电流分布的均衡，从而实现对电力系统的控制。
SMVSC作为一种有效的非线性控制技术可以实现DSTATCOM的电力电流和电压控制。基于SMVSC的DSTATCOM控制方案的具体实现流程包括如下步骤：
1.建立控制模型
DSTATCOM的控制模型包括电压控制环和电流控制环，其中电压控制环与电流控制环可以采用PID控制器进行设计。
2.设计SMVSC控制策略
将DSTATCOM系统分为两个子系统，分别进行控制。其中，一个子系统的控制器使用分离模式，保证该子系统的动态响应表现为一种渐进衰减的模式；另一个子系统的控制器则采用原点模式，使控制系统趋向于某一个无限接近于这个原点的位置，即达到最佳稳定状态。
3.仿真验证
以IEEE30系统为例，进行DSTATCOM系统的仿真验证，获取控制器的参数和控制策略的优化方案。
4.实验验证
采用实验平台验证SMVSC控制器的设计方案，并与传统PID控制器的控制效果对比分析。
五、结论
本文对DSTATCOM进行了深入研究，研究了DSTATCOM的一种控制技术——滑模变结构控制技术，并应用该技术设计了基于SMVSC的DSTATCOM控制方案。该方案已在实际应用中得到推广，取得了明显的控制效果和经济效益。由此可知，SMVSC技术依旧有着广阔的应用前景，在未来的研究中仍应加以关注和深入探讨。