我國低壓配電網(wǎng)尤其是廣大農(nóng)網(wǎng)地區(qū),大量單相和三相負荷并存,由于負荷分布不均及用戶用電的不確定性,造成了三相不平衡問題長期存在。配電網(wǎng)長期運行于三相不平衡狀態(tài),會引起配電變壓器損耗,出力減少,嚴重的還會造成變壓器損毀,中性點漂移,導致用戶用電設(shè)備的燒毀,給用戶安全生產(chǎn)生活帶來了隱患。配電網(wǎng)靜止同步補償器(Dstribution Static Synchronous Compensator,DSTATCOM)作為一種治理三相不平衡、補償無功的電力電子裝置,在電能質(zhì)量領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注與應用。本文以三電平電容分裂式DSTATCOM為研究對象,通過數(shù)學建模、數(shù)學運算、電路分析及仿真實驗相結(jié)合的方法,對三電平電容分裂式DSTATCOM的指令電流檢測方法、直流側(cè)電壓控制及中點平衡控制策略進行了深入研究。首先,介紹了DSTATCOM的基本工作原理。根據(jù)三相四線制系統(tǒng)ABC三相解耦的特點,通過分析三電平電容分裂式DSTATCOM的單相等效電路,建立了三電平電容分裂式DSTATCOM的數(shù)學模型,初步得出抑制中點電位波動的方法。同時在靜止三相坐標系下,設(shè)計了三電平電容分裂式DSATATCOM的整體控制方案。其次,針對傳統(tǒng)的基于單同步坐標系的軟件鎖相環(huán)(Software PLL based on single synchronous reference frame,SSRF-SPLL)存在的缺陷,提出了基于雙同步坐標系的解耦軟件鎖相環(huán)(Software PLL Based on Decoupled Double synchronized reference frame,DDSRF-SPLL),能夠適用于不平衡電網(wǎng)下的指令電流檢測算法,從而將三電平電容分裂式DSTATCOM的安裝范圍擴展至整個配電臺區(qū)。從能量守恒角度,定量分析了三相四線制系統(tǒng)中引起直流側(cè)二次脈動的原因以及它對指令電流檢測的影響。在此基礎(chǔ)之上,提出了帶二階陷波器的直流側(cè)電壓環(huán)誤差校正控制策略,并對二階陷波器的參數(shù)進行了設(shè)計,消除了負序電流不平衡引起的指令電流檢測誤差。接著,針對三相四線制不平衡系統(tǒng)中存在零序通路的特殊性問題,提出了基于O狀態(tài)分解的直流側(cè)中點電位波動抑制策略。考慮實際工況直流均壓電阻燒毀、上下電容容值不一致等不確定性問題引起的直流側(cè)中點電位偏置,提出了含抑制中點電位偏置的直流側(cè)的中點平衡控制策略,同時也有效抑制了單個電容電壓的波動,降低了直流側(cè)電容容量的需求。通過對中點電位波動量的分解,分析了引起直流側(cè)中點電位波動的主要原因,并探索了中點平衡控制能力的影響因素及它們之間的關(guān)系。最后,基于Matlab/Simulink仿真軟件,搭建了仿真模型,分別驗證了所提的指令電流檢測方法、直流側(cè)電壓環(huán)誤差校正控制策略、中點平衡控制策略的正確性與有效性。同時給出了三電平電容分裂式DSTATOCM的主電路參數(shù)設(shè)計方法,設(shè)計了基于TMS320F28335和CPLD為核心的控制系統(tǒng)硬件電路與軟件程序,并搭建了三電平電容分裂式DSTATOCM實驗樣機,通過仿真與實驗驗證了三電平電容分裂式DSTATCOM的整體補償效果。
【學位單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TM727
【部分圖文】：

第二章 電平 DSTATCOM 的數(shù)學模型及整體控制結(jié)構(gòu)用來模擬低壓配電網(wǎng)的三相不平衡負荷與感性負荷。ica、icb、icc為三電平電容分式 DSTATCOM 的補償電流。ua、ub、uc為三電平電容分裂式 DSTATCOM 的輸電壓。vc1、vc2為三電平電容分裂式 DSTATCOM 的直流側(cè)上下電容 C1和 C2的壓。Lc、Rc分別為電容分裂式輸出濾波電感和等效電阻。

圖 2-2 三電平電容分裂式 DSTATCOM 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖he system structure diagram of three-phase four-wire capacitor split DSTATCOM采用三相四線制電容分裂式拓撲結(jié)構(gòu)，其每一相可以獨立控它等效成三個非耦合的單相電路。為簡化分析過程，以 A理，其電路模型如圖 2-3 所示。A 相橋臂由四個全控型開關(guān)組成，其中與 IGBT 反并聯(lián)的四個二極管用于續(xù)流，防止關(guān)反電動勢而造成 IGBT 擊穿。其余兩個二極管通過與中點相

10（c）平電容分裂式 DSTATCOM 的三種工作模式：(a)T1a、T2a導通，(b) T2a、T3a導通，T1a、T4a關(guān)斷 (c)T3a、T4a導通，T1a、T2a關(guān)斷Figure 2-4. Three modes of apacitor split three-level DSTATCOM,T2aon，T3a,T4aoff (b)T2a,T3aon，T1a,T4aoff (c)T3a,T4aon，T1a
【參考文獻】

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本文編號：2884442