طراحي و ساخت يك STATCOM بر مبناي سيستم كنترلي GPI

Design and Constructing of STATCOM Based on GPI Controller

در اين مقاله يك كنترل‌كننده PI تعميم‌يافته يا GPI براي جبران‌سازهاي سنكرون استاتيكي (STATCOM) بر مبناي تئوري توان راكتيو لحظه‌اي ارائه شده است. براي اين منظور ابتدا مقادير جريان‌هاي مرجع محاسبه شده و سپس با استفاده از اين جريان‌ها و كنترل‌كننده GPI، سيگنال‌هاي فرمان مناسب توليد مي‌شود. طراحي پارامترهاي كنترل‌كننده GPI با توجه به تابع تبديل سيستم و بر مبناي حاشيه پايداري در حوزه فركانس صورت گرفته است و نحوه انتخاب مناسب ضرايب كنترل‌كننده GPI براي مقاوم بودن در برابر تغييرات بهره حالت ماندگار و تأخير سنسورهاي جريان ارائه شده است. در بخش ديگري از اين مقاله يك نمونه STATCOM طراحي و با استفاده از روش مذكور شبيه‌سازي شده است. در اين شبيه‌سازي‌ها، نحوه تزريق توان راكتيو جهت جبران‌سازي براي سه حالت بار پس‌فاز، پيش‌فاز و همچنين تغييرات پله‌اي بار بررسي شده است و قابليت كنترل‌كننده پيشنهادي مورد ارزيابي قرار گرفته است. درنهايت با استفاده از طراحي و ساخت يك نمونه آزمايشگاهي با توان نامي KVA 10، نتايج به‌دست‌آمده با نتايج شبيه‌سازي مورد مقايسه قرار گرفته است.

This paper is proposed a generalized proportional integrator (GPI) controller for static synchronous compensator (STATCOM) based on instantaneously reactive power (IRP) theory. For this purpose, at first the reference current of each phase is calculated using the related equation and then the switching signals are generated based on GPI controller. Designing of controller parameters is done based on system transfer function and gain margin in the frequency domain. Also, this paper is proposed the selecting of GPI coefficient to compensate the output current sensors delay and steady state gain variation. In the other parts of this paper, a STATCOM is designed and is simulated based on proposed controller. In these simulations, the capability of STATCOM is studied in different conditions such as inductive and capacitive load. Furthermore, the effect of load variation is investigated and the controller capability is evaluated. Finally, a 10KVA laboratory prototype was designed and fabricated and real test results was compared with simulation results.