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基于间隔采样的DSTATCOM直接电流控制研究
摘要：
本文以基于间隔采样的DSTATCOM直接电流控制为研究对象，介绍了DSTATCOM的基础原理和电流控制方法。针对传统的谐波电流控制方法在控制负载的高次谐波方面存在缺陷的问题，本文提出了基于间隔采样的直接电流控制方法，并通过仿真实验验证了该控制方法的有效性。
关键词：DSTATCOM；直接电流控制；间隔采样；仿真实验。
第一章绪论
1.1研究背景
为了保障电力系统的稳定运行，减少电网电压谐波和负载电流谐波等问题，传统的电力系统中需要配备一些功率电子设备。其中DSTATCOM（DistributionStaticSynchronousCompensator）是一种常见的设备之一，由于其具有补偿无功功率、提高电力品质等优点，得到了广泛的应用。
传统的DSTATCOM控制方法主要是通过PWM（PulseWidthModulation）技术控制其输出电压和电流，有效地改善了电力系统的品质。而在实际应用中，DSTATCOM还需要对电力系统中的高次谐波进行抑制，以达到更好的电力品质控制效果。针对传统的基于谐波电流控制的DSTATCOM控制方法在控制负载谐波方面存在一定缺陷，本文提出了一种基于间隔采样的直接电流控制方法，以提高DSTATCOM对高次谐波谐波负载的控制效果。
1.2研究目的和意义
本文旨在探究基于间隔采样的直接电流控制方法在DSTATCOM中的应用效果，进一步提高DSTATCOM对高次谐波负载的控制能力和抑制效果，从而达到改善电力系统品质的目的。同时，本文可为相关领域的研究提供新思路和创新点。
第二章DSTATCOM基础原理
2.1DSTATCOM的组成
DSTATCOM主要由IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor）等功率元器件组成，其基本构架如下图所示。
其中，电流传感器用于实时监测电网电流，并将实时的电流值反馈给控制器；电容器用于存储电力，使DSTATCOM能够快速响应电网的需求；IGBT作为关键的功率开关，控制着负载接口的电压和电流。
2.2DSTATCOM的工作原理
DSTATCOM主要通过补偿负载无功功率，实现对电力系统电压和电流的调整。当电力系统中存在额外的无功功率需求时，DSTATCOM可以主动向电力系统输送无功功率，以达到电网电压的稳定调节和负载电流的谐波抑制的目的。
DSTATCOM的控制流程大致如下：首先，采集负载侧的电流信号，并经过滤波等操作，得到一份经过处理的电流值；接着，将得到的电流信号通过控制器中的控制算法进行处理，最终输出一份经过升压、变频等操作后的电压信号，以实现对电力系统的电压和电流的控制。
第三章基于间隔采样的DSTATCOM直接电流控制
3.1传统的谐波电流控制存在的问题
传统的DSTATCOM谐波电流控制方法主要是通过PWM技术对输出电流进行控制，具有简单、易于实现的特点。但是，谐波电流控制方法在控制负载中的高次谐波方面存在缺陷，主要表现在以下两个方面：
（1）难以控制高次谐波电流的相位
传统的谐波电流控制方法对于负载电流中的基波进行了很好的控制，在基波电流为零时，能够对谐波电流起到很好的抑制作用。但是，在控制负载中的高次谐波方面，由于无法准确控制高次谐波电流的相位，导致谐波电流的抑制效果无法得到很好的保证。
（2）对负载流量变化敏感
由于谐波电流控制方法是基于电压控制器输出电压的相位来实现的，因此在负载流量变化时，控制器需要重新调整输出电压的相位，以保证控制效果的稳定性。但是，在实际应用中，由于负载流量的变化是随时发生的，因此传统的谐波电流控制方法在控制效果上并不能得到很好的保证。
3.2基于间隔采样的直接电流控制方法
针对传统的谐波电流控制方法存在的问题，本文提出了一种基于间隔采样的直接电流控制方法。该方法主要是通过间隔采样技术获得负载电流中的基波和谐波电流的波形信息，并基于此信息，进行直接电流控制，实现对负载谐波的抑制。
（1）间隔采样
间隔采样是一种用于获得高次谐波电流波形信息的技术。通过对电流信号进行间隔采样，可以得到电流波形的采样点，进而分析出电流信号中的基波和谐波成分。
（2）直接电流控制
基于间隔采样获得的负载电流信息，可以进行直接电流控制。直接电流控制方法主要是通过控制器将得到的电流信息转化为直接的控制信号，并通过控制信号来控制DSTATCOM设备的输出，实现对高次谐波的抑制。
3.3基于间隔采样的直接电流控制方法的仿真实验
为了验证基于间隔采样的直接电流控制方法的有效性，本文进行了一系列的仿真实验。
（1）实验环境
采用MATLAB/SIMULINK软件进行仿真实验，并利用SimPowerSystems工具箱建立基于间隔采样的直接电流控制电力系统模型。
（2）仿真结果
利用仿真软件模