級(jí)聯(lián)H橋STATCOM具有可擴(kuò)展性強(qiáng)、耐高壓、模塊化程度高、實(shí)時(shí)補(bǔ)償無功功率等優(yōu)勢(shì),在無功補(bǔ)償領(lǐng)域具有廣闊前景和應(yīng)用價(jià)值,成為國(guó)內(nèi)外電力系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)。STATCOM的H橋相互獨(dú)立,造成模塊之間電容電壓不平衡,是STATCOM亟待解決的核心問題之一。同時(shí),傳統(tǒng)的STATCOM直流側(cè)電解電容體積龐大、故障率高,限制裝置功率密度和可靠性的提高。本文主要圍繞STATCOM電容電壓平衡和抑制直流側(cè)二倍頻電壓波動(dòng)兩個(gè)關(guān)鍵問題展開研究,以保障級(jí)聯(lián)H橋STATCOM系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。為了實(shí)時(shí)、有效補(bǔ)償無功功率,需要對(duì)STATCOM建立等效數(shù)學(xué)模型,基于在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下有功功率和無功功率存在耦合項(xiàng),采用電壓前饋解耦對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行有功和無功的獨(dú)立控制�？紤]采樣延時(shí)和PWM慣性環(huán)節(jié),修正PI控制器,實(shí)現(xiàn)對(duì)補(bǔ)償電流的精準(zhǔn)控制。針對(duì)電容電壓的不平衡使輸出電流諧波增加、電容和開關(guān)管使用壽命縮減等問題,采用電壓分層控制解決方案。構(gòu)建電容電壓與調(diào)制比增量之間的數(shù)學(xué)模型,根據(jù)級(jí)聯(lián)H橋總體調(diào)制比不變?cè)瓌t,分析H橋調(diào)制比對(duì)電容電壓的影響,探究修正調(diào)制比的相內(nèi)平衡策略。對(duì)STATCOM三相瞬時(shí)輸出功率建模,通過基波零序電壓注入... 

【文章來源】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

電力電子變換器故障原因Figure1-1Causesofpowerelectronicconverterfailure

碩士學(xué)位論文66電路，斷路器初始狀態(tài)為關(guān)斷狀態(tài)，隨裝置的啟動(dòng)而導(dǎo)通。CT1-CT6是用于采集三相負(fù)載電流、補(bǔ)償電流的隔離型傳感器。在裝置的二次側(cè)通過主控制器對(duì)各個(gè)H橋模塊的電容電壓采樣，控制PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)的收發(fā)，各個(gè)模擬信號(hào)通過AD送入主控制器統(tǒng)一處理。圖5-2STATCOM裝置實(shí)驗(yàn)平臺(tái)Figure5-2STATCOMdeviceexperimentalplatform圖5-2是三相STATCOM實(shí)驗(yàn)樣機(jī)平臺(tái)，上三層是主電路，分別對(duì)應(yīng)A相、B相和C相。每相均由3個(gè)H橋模塊級(jí)聯(lián)而成。對(duì)于各個(gè)電壓、電流采樣電路和各橋臂IGBT的驅(qū)動(dòng)電路遵循就近原則，分布于一至三層。在第四層的左側(cè)則主要分布開關(guān)電源，為二次側(cè)控制電路提供電源，而右側(cè)是主控制器及三個(gè)從控制器�？諝忾_關(guān)分布在外圍，而預(yù)充電電阻及網(wǎng)側(cè)電感則分布在底部。表5-1是STATCOM裝置主電路的主要器件參數(shù)。表5-1STATCOM主電路主要器件參數(shù)Table5-1MaindeviceparametersofSTATCOMmaincircuit器件名稱型號(hào)主要參數(shù)廠家并網(wǎng)電感4mH30A上海鷹峰穩(wěn)壓電容B43310-A5338-M3300μFEpcosIGBT吸收電容B32656Y7224K0.22μF1200VEpcosIGBT驅(qū)動(dòng)2SC0108T-ConceptIGBTBSM50GB120DLC1200V/50A英飛凌電容電壓傳感器LV25-400600VLEM電網(wǎng)電壓傳感器LV25-400600VLEM電流傳感器LA50-S50ALEM

碩士學(xué)位論文72(3)直流側(cè)電壓波動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證在實(shí)現(xiàn)電壓平衡的基礎(chǔ)上，采用注入三次諧波的方法抑制電容電壓二次紋波脈動(dòng)。圖5-12是注入諧波前后的直流側(cè)電壓波形，在諧波注入后，直流側(cè)電壓波動(dòng)顯著減小，由原來的6V波動(dòng)降為3V左右，大約為原來的50%。圖5-12三次諧波注入的電容電壓波形Figure5-12Voltagewaveformofthecapacitorinjectedbythethirdharmonic圖5-13是抑制電壓波動(dòng)后的輸出電流波形，三相電流對(duì)稱，可以看出輸出電流得畸變率由原來的2.3%變?yōu)?.1%，諧波含量增大，不過仍然滿足并網(wǎng)要求。(a)輸出電流波形(b)輸出電流頻譜圖圖5-13波動(dòng)抑制后的輸出電流及頻譜Figure5-13Outputcurrentandspectrumafterfluctuationsuppression5.3本章小結(jié)(SummaryofthisChapter)本章對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建和二次控制電路的設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹，接著以級(jí)聯(lián)H橋STATCOM裝置為載體，試驗(yàn)驗(yàn)證了單極倍頻CPS-SPWM策略具有較高的等效開關(guān)頻率，補(bǔ)償電流輸出波形良好，三相不平衡經(jīng)電容電壓控制策略能夠迅速地達(dá)到平衡狀態(tài)，且直流側(cè)的二次紋波經(jīng)三次諧波注入后也得到有效的抑制。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種基于交流側(cè)功率解耦的無電解電容光伏逆變器研究[J]. 舒展,程思萌,楊越,陶翔,章勇高.  電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2019(02)
[2]基于功率解耦的額定風(fēng)速附近發(fā)電優(yōu)化控制研究[J]. 婁堯林,蔡旭,葉杭冶,何立君.  電網(wǎng)技術(shù). 2019(03)
[3]級(jí)聯(lián)H橋變流器的波動(dòng)電壓生成控制策略[J]. 李宇飛,王躍,吳金龍,馮宇鵬,張建,姚為正.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(09)
[4]一種適用于飛跨電容型多電平逆變器的新型載波同相層疊PWM方法[J]. 王琨,馮琳,李國(guó)杰.  電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2014(14)
[5]基于MMC的STATCOM控制方法[J]. 謝龍?jiān)?羅安,徐千鳴,何志興,劉愛文.  電網(wǎng)技術(shù). 2014(05)
[6]模塊化多電平變流器預(yù)充電控制及其SVG實(shí)驗(yàn)[J]. 鄧明,吳強(qiáng),張志學(xué),唐劍釗,劉華東,譚勝武.  大功率變流技術(shù). 2013(06)
[7]零序和負(fù)序電壓注入的級(jí)聯(lián)型并網(wǎng)逆變器直流側(cè)電壓平衡控制[J]. 季振東,趙劍鋒,孫毅超,姚曉君,朱澤安.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2013(21)
[8]鏈?zhǔn)絊TATCOM相間直流電壓平衡控制策略[J]. 趙波,郭劍波,周飛.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(34)
[9]H橋級(jí)聯(lián)多電平變流器的直流母線電壓平衡控制策略[J]. 王志冰,于坤山,周孝信.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(06)
[10]級(jí)聯(lián)型靜止同步補(bǔ)償器的直流電壓檢測(cè)及控制方法研究[J]. 李一丹,盧文生,彭秀艷,郭明良.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2011(03)

博士論文
[1]級(jí)聯(lián)H橋變換器的高性能控制與風(fēng)力發(fā)電應(yīng)用研究[D]. 張永磊.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2018
[2]微電網(wǎng)中單相變換器功率解耦及優(yōu)化技術(shù)研究[D]. 姚文利.西北工業(yè)大學(xué) 2017
[3]級(jí)聯(lián)多電平靜止同步補(bǔ)償器關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究[D]. 何志興.湖南大學(xué) 2016
[4]級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 季振東.東南大學(xué) 2015
[5]級(jí)聯(lián)多電平靜止同步補(bǔ)償器及其負(fù)序補(bǔ)償若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 熊橋坡.湖南大學(xué) 2014
[6]級(jí)聯(lián)H橋多電平STATCOM的控制策略及應(yīng)用研究[D]. 胡應(yīng)宏.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[7]級(jí)聯(lián)H橋整流及其直流側(cè)電容電壓平衡控制的研究[D]. 張國(guó)澎.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 2012
[8]中壓級(jí)聯(lián)型多電平STATCOM關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 苗長(zhǎng)新.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2012

碩士論文
[1]單相級(jí)聯(lián)H橋整流器電壓均衡與有源功率解耦控制[D]. 劉強(qiáng).山東大學(xué) 2019
[2]Buck/Boost變換器與雙向全橋DC/DC變換器級(jí)聯(lián)系統(tǒng)建模及控制[D]. 張微微.合肥工業(yè)大學(xué) 2019
[3]基于混合級(jí)聯(lián)多電平換流器的STATCOM研究[D]. 林志勇.浙江大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3227767