級聯(lián)H橋STATCOM具有可擴展性強、耐高壓、模塊化程度高、實時補償無功功率等優(yōu)勢,在無功補償領(lǐng)域具有廣闊前景和應(yīng)用價值,成為國內(nèi)外電力系統(tǒng)的研究熱點。STATCOM的H橋相互獨立,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,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)二倍頻電壓波動兩個關(guān)鍵問題展開研究,以保障級聯(lián)H橋STATCOM系統(tǒng)的可靠運行。為了實時、有效補償無功功率,需要對STATCOM建立等效數(shù)學模型,基于在同步旋轉(zhuǎn)坐標系下有功功率和無功功率存在耦合項,采用電壓前饋解耦對系統(tǒng)進行有功和無功的獨立控制。考慮采樣延時和PWM慣性環(huán)節(jié),修正PI控制器,實現(xiàn)對補償電流的精準控制。針對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)學模型,根據(jù)級聯(lián)H橋總體調(diào)制比不變原則,分析H橋調(diào)制比對電容電壓的影響,探究修正調(diào)制比的相內(nèi)平衡策略。對STATCOM三相瞬時輸出功率建模,通過基波零序電壓注入... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

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

碩士學位論文66電路，斷路器初始狀態(tài)為關(guān)斷狀態(tài)，隨裝置的啟動而導通。CT1-CT6是用于采集三相負載電流、補償電流的隔離型傳感器。在裝置的二次側(cè)通過主控制器對各個H橋模塊的電容電壓采樣，控制PWM驅(qū)動信號的收發(fā)，各個模擬信號通過AD送入主控制器統(tǒng)一處理。圖5-2STATCOM裝置實驗平臺Figure5-2STATCOMdeviceexperimentalplatform圖5-2是三相STATCOM實驗樣機平臺，上三層是主電路，分別對應(yīng)A相、B相和C相。每相均由3個H橋模塊級聯(lián)而成。對于各個電壓、電流采樣電路和各橋臂IGBT的驅(qū)動電路遵循就近原則，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)是主控制器及三個從控制器。空氣開關(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

碩士學位論文72(3)直流側(cè)電壓波動控制實驗驗證在實現(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。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)電壓波動顯著減小，由原來的6V波動降為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是抑制電壓波動后的輸出電流波形，三相電流對稱，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波動抑制后的輸出電流及頻譜Figure5-13Outputcurrentandspectrumafterfluctuationsuppression5.3本章小結(jié)(SummaryofthisChapter)本章對實驗平臺的搭建和二次控制電路的設(shè)計進行了介紹，接著以級聯(lián)H橋STATCOM裝置為載體，試驗驗證了單極倍頻CPS-SPWM策略具有較高的等效開關(guān)頻率，補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。

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本文編號：3227767