Modellierung, Analyse und Steuerung eines auf einem Stromquellenwechselrichter basierenden STATCOM

Dieser Artikel präsentiert einen neuen Ansatz für die dynamische Steuerung eines auf einem Stromquellenwechselrichter (CSI) basierenden STATCOM. Das dq-Rahmenmodell und die stationäre Charakteristik des CSI-STATCOM werden als Grundlage für das Steuerungsdesign vorgeschlagen. Die Verwendung traditioneller PI-Regler führt zu einer schlecht gedämpften Hochfrequenzoscillation zwischen der Induktivität und Kapazität des CSI-Ausgangsfilters. Der neue Ansatz umfasst eine schnelle Regelung des Wechselstroms in einer inneren Schleife und eine langsamere Regelung des Gleichstroms in einer äußeren Schleife. Die innere Schleife, die eine Kombination aus multivariatem vollständigem Zustandsfeedback und Integralregelung ist, ermöglicht eine schnelle nicht-oszillatorische Dynamik des Wechselstroms ohne Überschwinger oder stationäre Fehler. Experimentelle Tests an einem 5 kVA Labor-CSI-STATCOM-Setup validieren das vorgeschlagene Steuerungsdesign sowie die Simulationsergebnisse.