發(fā)布時間：2018-07-01 20:43

  本文選題：交-交變換技術(shù) + IL-STATCOM　； 參考：《南京理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：靜止同步補償器(STATCOM)作為柔性交流輸電系統(tǒng)中的重要裝置是當(dāng)今無功補償領(lǐng)域的新技術(shù)代表,傳統(tǒng)STATCOM基于逆變器拓?fù)?直流側(cè)采用大容量電解電容器組作為儲能元件,容易損壞,且價格昂貴。本文研究基于交-交變換技術(shù)的無逆變器結(jié)構(gòu)靜止同步補償器(IL-STATCOM),無需使用直流儲能元件。首先,本文對虛擬正交源理論進行了介紹,指出了交流斬波器的局限性并推導(dǎo)出偶次諧波調(diào)制(EHM)技術(shù),通過saber軟件仿真驗證了虛擬正交源電壓合成策略。研究適用偶次諧波調(diào)制技術(shù)的Buck型交-交直接Y 換器拓?fù)渥?詳細分析了工頻隔離推挽正激拓?fù)浜透哳l隔離推挽正激拓?fù)?綜合考慮選擇高頻隔離推挽正激交-交直接變換器為研究對象,將其應(yīng)用于IL-STATCOM。其次,論文詳細研究了單相IL-STATCOM基波無功補償?shù)墓ぷ髟?通過三角函數(shù)的數(shù)學(xué)關(guān)系推導(dǎo)出單相無功電流大小,并基于此提出一種直接電流控制方案。然后,提出一種可以綜合補償基波無功和高次諧波的三相IL-STATCOM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。分析了基于偶次諧波調(diào)制技術(shù)的綜合補償原理,對三相IL-STATCOM的補償電流進行傅里葉級數(shù)分解分析其頻譜特性,發(fā)現(xiàn)EHM耦合問題并提出采用非相鄰調(diào)制波的解決方案。研究了基于瞬時無功功率理論的特定次數(shù)諧波檢測方法,實現(xiàn)了高次諧波電流的正序和負(fù)序分量的檢測,同時設(shè)計了適用于三相IL-STATCOM的逐次諧波補償控制方案。利用仿真軟件MATLAB對系統(tǒng)進行仿真,驗證了三相IL-STATCOM系統(tǒng)和控制方案的可行性。三相IL-STATCOM實現(xiàn)了補償電容器和電網(wǎng)側(cè)的電氣隔離,具有無功和諧波的綜合補償功能,適用于三相三線平衡系統(tǒng)。最后,在理論分析和仿真驗證的基礎(chǔ)上研制了一臺單相IL-STATCOM的原理樣機。實驗系統(tǒng)包括以DSP芯片TMS320F28335為核心的控制電路、主功率電路、電流檢測和電壓同步電路、驅(qū)動電路等。樣機實驗結(jié)果表明,單相IL-STATCOM對電網(wǎng)側(cè)有良好的無功補償效果。
[Abstract]:Static synchronous compensator (Statcom), as an important device in flexible AC transmission system, is a new technology representative in reactive power compensation field. Traditional Statcom is based on inverter topology, and the DC side uses large capacity electrolytic capacitor bank as energy storage element, which is easy to be damaged. And expensive. In this paper, an inverter free static synchronous compensator (IL-STATCOM) based on AC-AC technology is studied without the use of DC energy storage elements. Firstly, this paper introduces the theory of virtual orthogonal source, points out the limitation of AC chopper, deduces even harmonic modulation (EHM) technology, and verifies the voltage synthesis strategy of virtual orthogonal source by saber software simulation. The topology family of Buck type AC-AC direct Y commutator suitable for even harmonic modulation is studied. The power frequency isolation push-pull forward topology and the high-frequency isolated push-pull forward topology are analyzed in detail. The high frequency isolated push-pull forward AC-AC direct converter is considered as the research object, and it is applied to IL-STATCOM. Secondly, the working principle of single-phase IL-STATCOM fundamental reactive power compensation is studied in detail, and the magnitude of single-phase reactive current is deduced by the mathematical relation of trigonometric function. Based on this, a direct current control scheme is proposed. Then, a three-phase IL-STATCOM system structure is proposed, which can compensate the fundamental reactive power and high order harmonics synthetically. This paper analyzes the principle of integrated compensation based on even harmonic modulation technology, analyzes the spectrum characteristics of three-phase IL-STATCOM compensation current by Fourier series decomposition, finds the EHM coupling problem and proposes a solution using non-adjacent modulation wave. Based on instantaneous reactive power theory, the method of harmonic detection for specific times is studied. The detection of positive and negative sequence components of high order harmonic current is realized. At the same time, a control scheme of successive harmonic compensation for three-phase IL-STATCOM is designed. The simulation software MATLAB is used to simulate the system, and the feasibility of the three-phase IL-STATCOM system and control scheme is verified. The three-phase IL-STATCOM realizes the electrical isolation between the compensation capacitor and the power grid, and has the comprehensive compensation function of reactive power and harmonic, which is suitable for the three-phase three-wire balance system. Finally, a prototype of single phase IL-STATCOM is developed on the basis of theoretical analysis and simulation. The experimental system includes control circuit based on DSP chip TMS320F28335, main power circuit, current detection and voltage synchronization circuit, drive circuit and so on. The experimental results show that the single phase IL-STATCOM has a good reactive power compensation effect on the power grid side.
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM761.12

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本文編號：2089097