本文關鍵詞：高壓級聯(lián)型SVG控制方法研究與裝置研制

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【摘要】：近幾十年以來,隨著電力電子技術的不斷發(fā)展,一種基于H橋結(jié)構的級聯(lián)多電平電能質(zhì)量補償器以其具有較強的模塊化設計、易擴展、優(yōu)越的輸出性能等優(yōu)點成為了高壓無功功率補償器的研究熱點。本文以基于H橋結(jié)構的級聯(lián)型靜止無功發(fā)生器(static var generation,SVG)作為研究對象,主要工作如下：一、介紹了電力系統(tǒng)無功補償?shù)谋尘�、目的和意義,針對中高壓無功補償裝置種類較多,對比分析了幾種常見的無源型補償裝置和有源型補償裝置,表明在35KV及以下電壓等級配電網(wǎng)中,基于H橋結(jié)構的級聯(lián)型SVG具有很大的發(fā)展前景。二、闡述了級聯(lián)型SVG的基本工作原理,建立級聯(lián)型SVG在abc三相靜止坐標系和αp坐標系下的數(shù)學模型。對雙極性和單極倍頻載波移相SPWM調(diào)制策略進行對比分析和仿真驗證,選取單極倍頻CPS-SPWM調(diào)制作為級聯(lián)型SVG的調(diào)制策略,可以得到更高的等效開關頻率和更接近正弦波的電壓波形輸出。三、針對三相星型SVG的主電路拓撲結(jié)構,提出了其整體控制策略。進而分析了級聯(lián)型SVG對公共連接點電壓控制的原理及其實現(xiàn)方法,內(nèi)環(huán)電流跟蹤控制采用基于兩相正交αβ靜止坐標系中的準PR控制策略,電流分量無耦合。對子模塊電容電壓不平衡進行分析,并設計分層式電壓平衡控制,上層采用傳統(tǒng)的PI控制,下層通過在電流內(nèi)環(huán)控制輸出的調(diào)制信號上疊加上一個有功電壓矢量來實現(xiàn)子模塊電壓平衡控制。最后通過仿真驗證所述控制方法的有效性和可行性。四、分析了級聯(lián)型SVG子模塊直流側(cè)電壓波動的原因及影響因素,指出了直流側(cè)電壓二倍頻波動的來源。由于二倍頻波動的存在,在控制電路直流側(cè)電壓采樣環(huán)節(jié)必將引入濾波器。針對采用二階低通濾波器和二階帶阻濾波器兩種不同濾波器作為直流側(cè)電壓采樣反饋環(huán)節(jié),利用連續(xù)系統(tǒng)下的勞思—赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù),并結(jié)合電壓閉環(huán)系統(tǒng)的零極點分布圖和根軌跡圖,分析得出在采用不同濾波器時電壓穩(wěn)定應滿足的條件。通過仿真分析驗證了所述穩(wěn)定性條件的有效性和正確性。五、設計一臺額定電壓為10kV、容量為±2Mvar的三相星型SVG,包括了裝置的主電路硬件設計、控制電路硬件和控制系統(tǒng)軟件設計三大部分。通過對主電路和控制電路的硬件調(diào)試,完成了單相級聯(lián)SVG裝置的基本調(diào)試,對已經(jīng)完成的低壓和高壓單相級聯(lián)SVG進行了說明介紹,表明了本章所述硬件電路設計的正確性。本文針對中高壓配電網(wǎng)電能質(zhì)量補償器展開研究,設計了H橋拓撲的級聯(lián)型SVG,提出了三相星型SVG的整體控制策略,并對子模塊電壓穩(wěn)定性進行了分析。搭建了級聯(lián)型SVG主電路和控制電路的硬件平臺及仿真平臺,驗證了所提控制策略。
【關鍵詞】：無功補償 級聯(lián)型SVG 控制策略 電壓穩(wěn)定性分析 裝置研制
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM761
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 課題的研究背景、目的和意義10-11
• 1.2 無功補償裝置的發(fā)展概況11-13
• 1.3 SVG的研究現(xiàn)狀13-18
• 1.3.1 SVG拓撲結(jié)構的研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3.2 SVG調(diào)制策略的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3.3 SVG控制策略的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4 論文主要研究內(nèi)容18-20
• 第2章 級聯(lián)型SVG原理、建模與調(diào)制策略20-30
• 2.1 級聯(lián)型SVG的基本工作原理20-22
• 2.1.1 級聯(lián)型SVG等效電路20-21
• 2.1.2 級聯(lián)H橋工作原理21-22
• 2.2 級聯(lián)型SVG的主電路結(jié)構22-23
• 2.3 級聯(lián)型SVG的數(shù)學建模23-25
• 2.3.1 基于abc坐標系下的數(shù)學模型24
• 2.3.2 基于αβ坐標系下的數(shù)學模型24-25
• 2.4 級聯(lián)型SVG的調(diào)制策略25-29
• 2.4.1 雙極性CPS-SPWM調(diào)制原理26-27
• 2.4.2 單極倍頻CPS-SPWM調(diào)制原理27-28
• 2.4.3 CPS-SPWM仿真28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 三相星型SVG控制策略研究及仿真分析30-43
• 3.1 三相星型SVG的整體控制30-31
• 3.2 三相星型SVG電網(wǎng)電壓控制31-33
• 3.3 三相星型SVG電流跟蹤控制33-35
• 3.4 三相星型SVG直流側(cè)電容電壓控制35-38
• 3.4.1 直流側(cè)電容電壓不平衡分析35-36
• 3.4.2 直流側(cè)電容電壓平衡控制36-38
• 3.5 三相星型SVG仿真分析38-41
• 3.6 本章小結(jié)41-43
• 第4章 三相星型SVG直流側(cè)電壓穩(wěn)定性分析43-53
• 4.1 三相星型SVG直流側(cè)電壓波動及影響因素43-44
• 4.2 三相星型SVG直流側(cè)電壓穩(wěn)定性分析44-50
• 4.2.1 二階低通濾波器對電壓穩(wěn)定性的影響45-48
• 4.2.2 二階帶阻濾波器對電壓穩(wěn)定性的影響48-50
• 4.3 三相星型SVG直流側(cè)電壓穩(wěn)定性仿真研究50-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 第5章 級聯(lián)型SVG裝置研制53-74
• 5.1 引言53-54
• 5.2 SVG主電路硬件設計54-56
• 5.2.1 級聯(lián)H橋單元數(shù)的計算54
• 5.2.2 直流側(cè)電容選型54-55
• 5.2.3 連接電抗器選型55
• 5.2.4 功率開關模塊的選型55-56
• 5.2.5 驅(qū)動器的選型56
• 5.3 控制電路硬件設計56-66
• 5.3.1 DSP+FPGA的主控制器設計57-58
• 5.3.2 信號采樣電路設計58-60
• 5.3.3 過零捕獲電路設計60-61
• 5.3.4 保護電路設計61-64
• 5.3.5 驅(qū)動擴展板硬件設計64-66
• 5.4 級聯(lián)型SVG控制系統(tǒng)軟件設計66-69
• 5.4.1 DSP軟件設計66
• 5.4.2 FPGA軟件設計66-69
• 5.5 級聯(lián)型SVG實驗研究69-73
• 5.6 本章小結(jié)73-74
• 總結(jié)和展望74-76
• 參考文獻76-80
• 致謝80-81
• 附錄A 攻讀學位期間獲得的研究成果81

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊曙杰;;級聯(lián)型機組線速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)[J];電機與控制應用;2007年03期

2 馬春艷;張國榮;王新穎;;級聯(lián)型H橋多電平變流器在有源電力濾波器中的應用[J];低壓電器;2012年23期

3 高志剛;李永東;;混合級聯(lián)型變換器的新型運行策略[J];電力自動化設備;2011年07期

4 劉丹;;級聯(lián)型高壓變頻器控制研究[J];制造業(yè)自動化;2010年15期

5 葛俊杰;趙爭鳴;;級聯(lián)型電壓自平衡固態(tài)變壓器[J];清華大學學報(自然科學版);2013年04期

6 丘東元,張波,潘虹;級聯(lián)型多電平變換器一般構成方式及原則研究[J];電工技術學報;2005年03期

7 李和明;王毅;石新春;朱凌;;混合級聯(lián)型多電平變頻器拓撲結(jié)構研究[J];中國電機工程學報;2006年02期

8 江友華;方R，

本文編號：1113969