本文關(guān)鍵詞：模塊化多電平變換器DSTATCOM控制策略研究

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【摘要】：配電系統(tǒng)中存在的電壓波動(dòng)、三相不平衡等問題會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的安全正常運(yùn)行造成巨大的影響。配電網(wǎng)靜止無(wú)功補(bǔ)償器(DSTATCOM)因其快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)已被廣泛地應(yīng)用于電能質(zhì)量的綜合治理。隨著配電系統(tǒng)功率的不斷提高,對(duì)DSTATCOM裝置的補(bǔ)償容量和電壓等級(jí)的要求也變高,具有高度模塊化結(jié)構(gòu)和易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)的模塊化多電平變換器(MMC)在DSTATCOM應(yīng)用領(lǐng)域的研究具有十分重要的意義。本文首先分析了MMC的基本工作原理,借鑒三相兩電平VSC的建模方法得到同步旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行電流內(nèi)環(huán)的設(shè)計(jì)�？紤]到當(dāng)相間環(huán)流較大時(shí)會(huì)增加開關(guān)器件的電流應(yīng)力,造成電容電壓波動(dòng),通過定量分析得到了環(huán)流中2次諧波的表達(dá)式,這對(duì)橋臂電感大小的選取也有一定的參考價(jià)值,本文還對(duì)目前環(huán)流抑制的主要策略進(jìn)行了分析對(duì)比。詳細(xì)分析了載波移相正弦脈寬調(diào)制策略(CPS-SPWM)下不同的橋臂子模塊數(shù)、載波相位差和不同的運(yùn)行工況對(duì)MMC-DSTATCOM輸出電壓電平數(shù)和輸出諧波的影響。為實(shí)現(xiàn)裝置的平穩(wěn)啟動(dòng),利用裝置與三相交流電網(wǎng)并聯(lián)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),采用不控整流和高頻整流來(lái)實(shí)現(xiàn)直流側(cè)電容的預(yù)充電并通過上、下層控制器相結(jié)合的分層控制策略來(lái)解決電容電壓平衡問題。仿真驗(yàn)證了整個(gè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可實(shí)現(xiàn)性和有效性。從硬件、軟件設(shè)計(jì)對(duì)MMC-DSTATCOM實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)分析,包括多數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的分層結(jié)構(gòu);橋臂電感和直流側(cè)電容值的選取方法;上、下層控制器的通信;載波相位和驅(qū)動(dòng)脈沖同步等問題,并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了CPS-SPWM調(diào)制策略、直流電容電壓平衡和無(wú)功發(fā)生時(shí)裝置運(yùn)行能力。最后,分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了MMC-DSTATCOM的并聯(lián)補(bǔ)償性能。考慮到三相不平衡時(shí)基于正、負(fù)序分離的雙環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性,本文采用比例積分(PI)控制和重復(fù)控制相結(jié)合的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)公共連接點(diǎn)(PCC)電壓支撐和不平衡抑制且穩(wěn)態(tài)電流環(huán)跟蹤無(wú)靜差,并具有良好的動(dòng)態(tài)特性。
【關(guān)鍵詞】：模塊化多電平變換器 配電網(wǎng)靜止無(wú)功補(bǔ)償器 載波移相調(diào)制 電壓支撐 三相不平衡
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM761.12;TM46
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 引言10-11
• 1.2 大容量DSTATCOM的拓?fù)溲芯?/span>11-15
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 2 MMC-DSTATCOM工作原理16-26
• 2.1 MMC基本工作原理16
• 2.2 連續(xù)域下數(shù)學(xué)模型16-19
• 2.3 環(huán)流定量分析19-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 3 基于載波移相調(diào)制策略控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)26-39
• 3.1 引言26
• 3.2 CPS-SPWM載波移相角對(duì)輸出電壓的影響26-29
• 3.3 預(yù)充電和直流電容電壓平衡控制29-33
• 3.4 仿真驗(yàn)證33-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 4 MMC-DSTATCOM實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)39-49
• 4.1 引言39
• 4.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)39-41
• 4.3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)41-44
• 4.4 控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證44-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 5 MMC-DSTATCOM并聯(lián)補(bǔ)償性能分析49-66
• 5.1 引言49
• 5.2 維持PCC電壓穩(wěn)定49-53
• 5.3 基于dq坐標(biāo)系正、負(fù)序雙控制環(huán)的綜合補(bǔ)償分析53-60
• 5.4 基于PI加重復(fù)控制的綜合補(bǔ)償分析60-65
• 5.5 本章小結(jié)65-66
• 6 全文總結(jié)66-68
• 6.1 論文總結(jié)66-67
• 6.2 工作展望67-68
• 致謝68-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 附錄1 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文目錄73-74
• 附錄2 攻讀學(xué)位期間所參加的科研項(xiàng)目74

【相似文獻(xiàn)】

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1 楊昆;陳磊;陳國(guó)柱;;DSTATCOM補(bǔ)償不平衡負(fù)載分序控制策略[J];電力自動(dòng)化設(shè)備;2012年07期

2 王躍球;雷小玲;;用于抑制電壓閃變的DSTATCOM模糊自適應(yīng)整定PI控制[J];計(jì)算技術(shù)與自動(dòng)化;2007年01期

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5 ;[J];;年期

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1 方武平;模塊化多電平變換器DSTATCOM控制策略研究[D];華中科技大學(xué);2015年

2 郝海斌;基于反饋線性化理論的DSTATCOM非線性控制策略研究[D];西安理工大學(xué);2010年

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本文編號(hào)：1016943